VI. Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов. Элементы физической кинетики. Средняя длина свободного пробега молекул

 

1. Как изменится длина свободного пробега молекул воздуха, если температура в комнате повысится от t ₁= 17 °С до t ₂= 27 °С? Атмосферное давление считать постоянным.

2. Сколько ударов молекул испытывает ежесекундно каждый квадратный сантиметр поверхности стенки сосуда, в котором находится азот при давлении 0,1 МПа и температуре 20 °С?

3. В одном баллоне содержится водород, а в другом – кислород при тех же температуре и давлении. Во сколько раз частота соударений у молекулы водорода больше, чем у молекулы кислорода? Диаметр молекулы водорода равен 0,28 нм, кислорода 0,36 нм.

4. Как изменится число ударов молекул азота о стенки сосуда, если объем сосуда изотермически уменьшить в 2 раза?

5. В барокамере содержится кислород при постоянной температуре. Его давление повысили на 11%. Как изменится среднее время между двумя соударениями молекул?

6. Определить среднюю длину свободного пробега молекул кислорода, находящегося при температуре t = 0° С, если среднее число столкновений, испытываемых каждой молекулой за 1 с, равно 3,7×10⁹.

7. Из скольких атомов состоят молекулы газа, если при «замораживании» колебательных степеней свободы постоянная адиабаты  увеличивается в 1,2 раза?

8. Водород находится при температуре 300 К. Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы, а также внутреннюю энергию 0,5 моля водорода.

9. Газ занимает объем 2 л под давлением 0,5 МПа. Определить суммарную кинетическую энергию поступательного движения молекул этого газа, а также суммарную кинетическую энергию вращательного движения, учитывая, что газ двухатомный.

10. Во сколько раз уменьшится среднее число столкновений молекул газа в единицу времени, если его объем изобарно увеличить в 4 раза? Постоянная адиабаты газа равна 1,67.

 

VII. Первое начало термодинамики, циклы, изопроцессы

 

1-10. Идеальный газ совершает цикл , состоящий из чередующихся процессов, указанных в таблице в соответствии с номером варианта. Построить цикл в координатах  и определить для одного из процессов величину, указанную в последнем столбце таблицы. Дано: масса газа 1 г, 0,2 МПа, 0,1 МПа, 0,15 МПа, 1 л, 2 л.

Для всех участков цикла указать знак изменения внутренней энергии и определить: получает или отдает газ тепло; совершает газ работу или работа совершается над газом.

Примечания: 1) символы  обозначают отсутствие процесса , т.е. точки  и  совпадают; 2) символы типа ,  и т.п. обозначают изопроцессы (в данном примере изобарный и изотермический процессы); 3) запись  обозначает адиабатический процесс.

 

Номер варианта

Газ