Расчетно-графическая работа по физике
Министерство общего и профессионального образования РФ
Владимирский государственный университет
Кафедра общей и прикладной физики
Расчетно-графическая работа №2
Владимир 1998
№ 202
Сколько атомов содержится в ртути: 1) количеством вещества [pic]=0,2
моль
2) массой m=1 г?
Дано:
[pic] Число молекул в [pic]молях вещества
[pic] 1)[pic]или
[pic] [pic]
[pic] 2) масса одной молекулы (атома)
[pic] [pic]
[pic] Тогда : [pic]
[pic]
Ответ: [pic]
[pic]
№ 212
В баллоне находится газ при температуре T1=400 К. До какой температуры
T2 надо нагреть газ, чтобы его давление увеличилось в 1,5 раза?
Дано:
[pic] Запишем для каждого из 2-х состояний газа
[pic] уравнения состояния:
[pic] [pic]
[pic] [pic]
[pic] Разделим почленно второе уравнение на первое:
[pic] [pic]
[pic]
Ответ: [pic]
№ 222
Определить суммарную кинетическую энергию Ek поступательного движения
всех молекул газа, находящегося в сосуде вместимостью V=3л под давлением
p=540 кПа.
Дано:
[pic] Средняя кинетич. энергия поступательного
[pic] движения одной молекулы:
[pic] [pic]
Тогда суммарная кинетическая энергия равна:
[pic]где [pic]- число всех молекул.
Найдем [pic]
Уравнение состояния газа:
[pic]где [pic]- число молекул
[pic]
С другой стороны [pic] т.е. [pic] где
[pic]- постоянная Больцмана
[pic], откуда
[pic]т.е.
[pic]
[pic]
[pic]
Ответ: [pic]
№ 232
Найти удельные сР и сV , а так же молярные СР и СV теплоемкости
углекислого газа.
Дано:
[pic] 1. Удельные теплоемкости:
[pic] [pic]
[pic] [pic]
[pic] [pic]
[pic] [pic]
[pic]
Молярные теплоемкости:
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Ответ: [pic]
[pic]
[pic]
[pic]
№ 242
Определить среднюю длину свободного пробега молекулы азота в сосуде,
вместимостью V=5л. Масса газа m=0,5 г.
Дано:
[pic] Длина свободного пробега молекулы вычисля-
[pic] ется по формуле:
[pic] [pic], где [pic]- эфективное сечение.
[pic] [pic], где концентрацию n найдем из
[pic] системы уравнений:
[pic]
[pic] ([pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
Ответ: [pic]
№ 252
При изотермическом расширении азота при температуре T=280К объем его
увеличился в два раза. Определить: 1) совершенную при расширении газа
работу А; 2) изменение (U внутренней энергии; 3) количество теплоты Q,
полученное газом. Масса азота m=0,2 кг.
Дано:
[pic] 1. Работа при изотермическом расширении:
[pic] [pic]
[pic] [pic], где [pic]
[pic] [pic]
[pic] 2. Внутренняя энергия [pic]идеального газа:
[pic] [pic], а изменение [pic] будет равно:
[pic]
у нас [pic]=0, т.к. Т=const, поэтому [pic]=0
3. Согласно 1-му закону термодинамики, [pic]полученное газом равно:
[pic], что при [pic]=0 дает:
[pic]
Ответ: [pic]
[pic]
[pic]
№ 262
Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура Т1 теплоотдатчика в
четыре раза (n=4) больше температуры теплоприемника. Какую долю (
количества теплоты, полученного за один цикл от теплоотдатчика, газ отдаст
теплоприемнику?
Дано:
[pic] Теплоприемником является охладитель (холодильник) с темпера-
турой [pic]. Поэтому можно определить [pic]КПД цикла.
[pic] [pic]; [pic]
[pic] с другой стороны [pic],
где [pic]- кол-во теплоты, поступившее от нагревателя
[pic]- кол-во теплоты, переданное холодильнику
искомая доля [pic]равна:
[pic]
[pic]- выразим из формулы для [pic]:
[pic] откуда [pic],
поэтому:
[pic]
Ответ: [pic]
№ 272
Какую работу А надо совершить при выдувании мыльного пузыря, чтобы
увеличить его объем от V1=8 см3 до V2=16 см3? Считать процесс
изотермическим.
Дано:
[pic] При изменении площади мыльной пленки
[pic] на [pic]совершена работа [pic]
[pic] Ввиду же двусторонности мыльной пленки
[pic] приращение пленки удваивается:
[pic]. Вычислим:
[pic] [pic], здесь, [pic], где [pic]опреде-
лим из [pic]
[pic], где [pic]определяется из [pic]
[pic] [pic]
[pic] [pic]
[pic].
[pic]
[pic]
Ответ: [pic].
-----------------------
[pic]
[pic]
