Аныққан булар және сұйықтар 1 страница

Абсалют ылғалдылыққ деп, ауадағы су буларының парциаль қысымын айтады. Салыстырмалы ылғалдылық w деп абсалют ылғалдылықтың, берілген температурада, кеңістікті қанықтырушы су буының парциаль қысымына қатынасын айтады.

Меншікті булану жылуы (кебу) r деп, температура тұрақты болғанда, сұйықтың бірлік массасын буға айналдыру үшін қажет болатын жылу мөлшерін айтады.

Кебудің молекулалық жылуы r₀ мынаған тең:

r₀₌ r,

мұндағы -- бір киломольдің массасы..

Қаныққан бу қысымының p_қ температураға тәуелділігі Клаузиус –Клапейрон теңдеуімен көрсетілген

,

мұндағы V_б—будың бір киломолінің колемі, V_с—сұйықтың бір киломолінің көлемі.

Қыздыру уақытындағы сұйық көлемінің салыстырмалы өзгерісі мынадай формуламен анықталады:

мұндағы -- сығылу коэффициенті.

Қысым өзгерген кездегі сұйық көлемінің салыстырмалы өзгерісі

Мұндағы k— сығылу коэффициенті.

Беттік керілу коэффициенті a сан мәні жағынан сұйықтың беттік пленкасының шеттік бірлік ұзындығына түсірген күшіне тең болады, яғни

Пленканң ауданын S-ке өзгерткенде, төмендегі жұмыс істелінеді:

Сұйық бетінің қисықтығының әсерінен болған қосымша қысым Лаплас формуласымен анықталады

Мұндағы R₁ және R₂ – сұйықтың бетінің өз ара перпиндикуляр екі қимасының қисықтық радиустары. Егер қисықтық центр сұйықтың ішінде жатса(дөңес мениск), радиусын оң деп теп есептейді, ал егер қисықтық центр сұйықтан тысқары жатса(ойыс мениск) – теріс деп есептейді.

Капиляр түтіктегі сұйықтың еөтерілу биіктігі мынадай:

Мұндағы r—түтіктің радиусы, p— сұйықтың тығыздығы және – жиектік бұрыш. Толық жұғу болғанда = 0, жұқпайтын болғанда

Сұйықтың жазық бетіндегі p₀ қысымымен салыстырғанда, сұйықтың ойыс бетіндегі қаныққан будың p₁ қысымы кіші болады, ал сұйықтың дөңес бетіндегі – үлкен болады. Қосымша қысым мынаған тең.

Мұндағы p – сұйықтың тығыздығы, p₀ –сұйықтың қаныққанбуларының тығыздығы және R— сұйық бетінің қисықтық радиусы.

Ерітіндінің p осмостық қысымының Т абсолют температурасымен байланысты Вант-Гофф формуласымен берірілген

P = CRT

Мұндағы R—газ тұрақтысы, ал С = --ерітіндінің бірлік көлеміндегі ерітілген заттың киломолінің саны (ерітіндінің молярлық концентрациясы).

Заттың молекулалары диссоциацияланбаған ерітінділер үшін

С=

Мұндағы N₀—Авагадро саны, ал N—бірлік көлеміндегіерітілген заттың молекулалар саны.

Диссоциация болған уақытта бірлік көлемдегі бөлшектердің саны көп болады, бұл осмостық қысымды арттырады.

Ерітіндінің үстінде қаныққан будың қысымы таза еріткіштің үстіндегіге қараганда аз болады. Ерітіндінің мейлінше аз концентрациясында ерітіндінің үстіндегі қаныққан будың қысымының салыстырмалы кемуі Рауль заңымен анықталады

Мұндағы p ₀ – таза еріткіштің үстіндегі қаныққан будың қысымы, p – ерітіндінің үстіндегі қаныққан будың қысымы, z¹ – ерітілген заттың киломолінің саны, ал z – сұйықтың киломолінің саны.

7.1 VI таблицадаәр түрлі температурадағы кеңістікті қанықтыратын су буының серпімділігі берілген. Осы берілгендер арқылы әр түрлі температурада су буымен қанықтырылған ауаның 1м³ көлемінің су буының мөлшерін көрсететін таблицаны калай құруға болады? Мысал есебінде 50⁰С температурадағы ауаның 1м³ көлеміндегі қаныққан су буының мөлшерін есептеп шығарыңыздар.

7.2. 50⁰С температурадағы қаныққан су буының тығыздығын табу керек.

7.3. 10⁰С температурадағы қаныққан су буының тығыздығы судың тығыздығынан неше есе кем болады? буының тығыздығы 100⁰С температурадағы қаныққан су буының тығыздығынан неше есе үлкен?

7.5. Жаз күні 30⁰С температурадағы және 75% салыстырмалы ылғалдылықтағы ауаның 1м³ көлеміндегі су буының салмағы қандай?

7.6. 20⁰С температурадағы V=1м³ тұйық көлемдегі ауаның салыстырмалы ылғалдығы 60 процентке тең. Су буы қанығу үшін, осы көлемдегі судың қаншасы тағыда буға айналуға тиісті?

7.7. Бөлменің температурасы 18⁰С, салыстырмалы ылғалдылығы 50%. Металл шәйнекке суық су құйылған. Шәйнек терлеуін тоқтататын уақыттағы судың температурасы қандай?

7.8. 30⁰С температурада 1см³ қаныққан су буындағы молекуланың санын табу керек.

7.9. 50⁰С температурада 0,5 г су буы 10 л көлемді алады. 1) осы уақыттағы салыстырмалы ылғалдылығы қандай? 2) Егер көлемді изотермиалық етіп екі есе кемітсек, конденсацияланатын будың мөлшері қандай болады?

7.10. Вильсон камерасында көлемі 1 л су буымен қаныққан ауа бар. Камераның бастапқы температурасы 20⁰С. Поршень жылжыған уақытта камераның көлемі1,25 есе үлкейеді. Ұлғаю адиабаталық түрде өтеді, сонымен біргеY =C_p/ C_v,оны 1,4-ке тең деп аламыз.Мыналарды: 1) ұлғайғанға дейінгі су буының қысымын; 2) ұлғайғанға дейінгі камерадағы су буының мөлшерін; 3) ұлғайғанға дейінгі су буының тығыздығын; 4) ұлғайғаннан кейінгібудың температурасын (будың конднесациясының салдарынан,жылудың бөлініп шығуына байланысты температураның өзгеруін ескермейміз); 5) суға конднесацияланған су буының мөлшерін;6) конднесациядан кейінгі су буының тығыздығын; 7) аса қанығудың дәрежесін, яғни ұлғайғаннан кейінгі су буының тығыздығының (бірақ конднесацияға дейінгі) конднесациядан кейінгі орныққан температурадағы кеңістікті қанықтырып тұрған су буының тығыздығына қатынасын табу керек.

7.11. Қалыпты жағдайдағы су және бу күйіндегі судың меншікті көлемін табу керек.

7.12. Термодинамиканың бірінші заңын пайдаланып және V және VI таблицалардағыдағы белгілер бойынша 200⁰С температурадағы судың меншікті булану жылуын табу керек. Су үшін кризистік температура Т=647⁰К –ге тең, ал кризистік қысым p_к =217 атм -ға тең. Тауып алынған нәтиженің дұрыстығын VII таблицадағы берілгендер арқылы тексеріңдер.

7.13. 100⁰С температурадағы судың меншікті булану жылуының қандай бөлігі системаның ішкі энергиясын өсіруге кетеді?

7.14. 77⁰С температурада турған бензол (С₆H₆) меншікті булану жылуы 95 кал/г -ға тең. Осы температурада 20 г бензолдың буға айналғандағы ішкі энергиясының өзгерісі неге тең болады?

7.15. Клапейрон—Клаузиус теңдеуін және VI таблицадағы анықтамаларды пайдаланып, 5⁰С температурадағы судың меншікті булану жылуын табу керек. VII таблицадағы анықтамалар арқылы тауып алынған нәтижелердің дұрыстығын табу керек.

7.16. t₁ = 100⁰C және t₂ = 120⁰C температурадағы қаныққан сынап буының серпімділігі сәйкес p₁ = 0,28 мм сын. Бағ. Және p₂= 0,76 мм сын.бағ.-на тең. Көрсетілген температуралардың интервалындағы сынаптың меншікті бублану жылуының орташа мәнін табу керек.

7.17. p =1 атм-да бензолдың (С₆H₆) қайнау температурасы 80,2⁰с –ге тең. Берілген температура интервалынддағы оның меншікті булану жылуының орташа мәнін 4·10⁵ дж/кг -ға тең деп алып, бензолдың 75,6⁰С температурадағы қаныққан буының қысымын табу керек.

7.18. 40⁰С температурадағы этил спиртінің (С₂H₅OH) қаныққан буының қысымы 133 мм сын. бағ. –на тең, ал 68⁰С температурадағы қысымы 509 мм сын. бағ.-на тең. 50⁰С температурада тұрған 1г этил спиртінің буға айналғандағы энтропиясының өзгерісін табу керек.

7.19. 50⁰С температурада тұрған кейбір сұйықтың 1 кмөлінің буға айналғандағы энтропиясының өзгерісі 133 дж/кг –ға тең.Осы сұйықтың 50⁰С температурағы қаныққан буының серпімділігі 92,5 мм сын. бағ.-на тең. Осы сұйықтың температурасын 50⁰С-ден 51⁰С-ге дейін өзгерткендегі қаныққан будың қысымының өзгерісі қандай болады?

7.20. Егер насостың су қабығының температурасын 15⁰С-ге тең болса, сынап ұясынсыз жұмыс істейтін сынапдиффузионды насос арқылы қандай шекті қысымға дейін ыдыстан ауаны айдап шығаруға болады. 0⁰С температурадағы қаныққан сынап буының серпімділігі 1,6·10^{-4 мм сын. бағ.-на, ал температураның интервалындағы сынаптың меншікті булану жылуын 75,6 кал/г -ға тең деп алу керек.}

7.21 0⁰С температурадағы сынаптың тығыздығын 13,6 г/см ³-ге тең екендігін біле отырып, оның 300⁰С температурадағы тығыздығын табу керек. Сынаптың көлемдік ұлғаю кеэффицентін тұрақты деп есептеп және оның берілген температурасын интервалындағы орташа мәнін 1,85·10^-4 град^-1-қа тең деп аламыз.

7.22. 100 С температурадағы сынаптың тығыздығын 13,4 г/см -ге тең. Сынаптың тығыздығы кандай температурада 13,1 г/см -ге тең болады? Сынаптың көлемдік ұлғаю коэффициентін 1,8· 10 град -қа тең деп аламыз.

7.23. Судың сығылу коэффицентінің орташа мәнін 4,8 10 - қа тең деп алып, теңіз суының 5 км тереңдігіндегі тығыздығын табу керек (егер бетіндегі тығыздығы 1030кг/м - ге тең болса). Теңіз суының гидростатикалық қысымы есептегенде оның тығыздығын шамамен судың бетіндегі тығыздыққа тең деп есептеу керек.

7.24. 0 С температурадағы және атмосфералық қысымдағы бензол үшін сығылу коэффициенті 9 10 атм - ға тең, ал көлемдік ұлғаю коэффициенті 1,24 10 град . 1 - қа қыздырғанда бензолдың көлемі өзгермеу үшін сырттан түсірілетін қысым қандай болу керек?

7.25. Сынаптың көлемдік ұлғаю коэффициенті град - қа тең. Сынапты 1 - қа қыздырғанда, оның көлемі өзгермей қалу үшін сыртқы қысымды 47атм – ға арттыру қажет деп алып, оған деген сығылу коэффициентін табу керек.

7.26. Екі бірдей шыны қатынас түтіктің сол иінін 0 С температурада ұстап, ал оның иінін 100 С температураға дейін қыздырған кезде, олардың ішіндегі сынаптың деңгейлерінің айырмашылығын табу керек. Сол иінінің биіктігі 90см. Сынаптың көлемдік ұлғаю коэффицентін град - қа тең деп алу керек. Шынының ұлғаюын ескермейміз.

7.27. Биіктігі L=10см шыны ыдыстың ішіне сынап құйылған t=20 С температурада сынаптың деңгейі ыдыстың жоғарғы шетінен h=1мм төмен орналасқан. Сынап ыдыстанасып төгіліп кетпес үшін оны қанша қыздыру керек? Сынаптың көлемдік ұлғаю коэффицентін град - қа тең деп алу керек. Шынының ұлғаюын ескермейсіз.

7.28. Сынап тотырыла құйылған шыны ыдыстың 0 С температурадағы салмағы 1кГ болады. Бос ыдыстың салмағы 0,1кГ – ға тең. Шынының ұлғаюын елемей 100 С температурада ыдыстың ішіне сыйып тұратындай сынаптың мөлшерін табу керек. Сынаптың көлемдік ұлғаю коэффицентін град – қа тең деп аламыз.

7.29. Алдыңғы есепті шының ұлғаюын ескере отырып шығару керек. Шының көлемдік ұлғаю коэффицентін град - қа тең деп аламыз.

7.30. Шыны ыдысқа 0 С температурада сұйық май толтыра құйылған. Ыдысты маймен бірге 100 С –ға дейін қыздырғанда, оған құйылған майдың 6 проценті ыдыстан асып төгілді. Шынының көлемдік ұлғаюын град -қа тең алып, майдың көлемдік ұлғаю коэффицентін табу керек.

7.31. Егер шынының ұлғаюын ескемесек, алдыңғы есептің шарты бойынша майдың көлемдік ұлғаюын тапқанда қандай салыстырмалы қате жібереміз?

7.32. Бөлме температурасы 37 С, ал отмосфералық қысымы 760мм сын.бағ. – на тең. Осы бөлмеде тұрған сынап барометірінің көрсететін қысымы (мм сын.бағ.) қандай болады? Сынаптың ұлғаюына қарағандағы шының ұлғаюын аз деп есептейміз. Сынаптың көлемдік ұлғаю коэффицентін град - қа тең деп аламыз.

7.33. 1) биіктігі h=10мм, ішкі диаметрі d = 50мм, ал сыртқы диаметрі d = 52мм – ге тең горизантал орналасқан қалайы сақинаны судың бетінен жұлып алу үшін қандай күш жұмсау керек?

2) табылған күштің қандай бөлігін беттік керілу күшін құрайды.

7.34. Ішкі дияметрі 25мм, ал сыртқы диаметрі 26мм – ге тең сақина деформациялық коэффиценті 10 кГ/мм пружинаға ілінген. Әрі ол судың бетіне тиіп тұрады. Судың бетін төмен түсірген кезде пружина 5,3 мм созылып, сақина судың бетінен бөлінеді. Сұйық беттің керілу коэффицентін табу керек.

7.35. Жылжымалы КL көпірі бар АВСD рамкасы сабының жұқа қабыршығымен керілген. КL мыс көпірі тепе – теңдікте тұру үшін оның диаметрі қандай болуы керек? 2) 1см – ге жылжытқанда Дж – ға тең изотермалы жұмыс істелетіні белгілі деп алып, көпірдің ұзындығының неге тең болатынын табу керек. Сабынды су үшін Н/м – ге тең.

7.36. Ішкі дияметрі 2мм вертикал орналасқан трупка арқылы ыдыстан шыққан спирт тамшылап ағын тұр. Әрбір тамшы бір – біріне 1 сек кейін үзіліп түсіп отырады деп есептеп 10гр спирт қанша уақыттың ішінде ағып шығатынын табу керек. Үзіліп түсетін моментіндегі тамшы мойнының диаметрі трупканың ішкі диаметріне тең деп аламыз.

7.37. Ішкі дияметрі 3мм вертикал орналасқан трупка арқылы ыдыстан су тамшылап ғып тұр. - ден - ге дейін суыған уақытында әрбір тамшының салмағы P=13.5 · 10 кг –ға өзгереді. Судың 20 Температурасындағы беттік керілу коэффицентін біле отырып, судың 100 С температурадағы беттік керілу коэффиценті табу керек. Үзіліп түсетін моменттегі тамшы мойнының диаметірі трубканың ішкі диаметіріне тең деп аламыз.

7.38. Диаметірі 1мм вертикаль ілінген қорғасыннан жасалған түтікшенің төменгі ұшына балқытқанда 20 тамшы қорғасын пайда болады. Сымның ұзындығы қаншаға қысқарады? Сұйық қорғасынның беттік керілу коэффиценті 0,47 н\м-ге тең. Тамшы мойнының үзіліп түсетін моменттегі диаметірі түтікшенің ішкі диаметріне тең деп аламыз.

7.39. Ішкі радиусы r = 1мм-ге тең вертикаль түтіктен су тамшылап тұр. Тамшының үзіліп түсетін моментіндегі радиусын табу керек.Тамшыны сфера тәрізді деп аламыз. Тамшы мойнының үзіліп түсетін моменттегі диаметірін түтіктің ішкі диаметіріне тең деп аламыз.

7.40. Әрқайсының радиусы 1 мм екі сынап тамшысының қосылуына пайда болған тамшы қаншалықты қызатын болады?

7.41. Радиусы 3 мм сфера сияқты сынап тамшысын бірдей екі тамшыға бөлу үшін беттік керілу күшіне қарсы қандай жұмыс істеу керек?

7,42. Радиусы 1см сабын көпіршігінің көлемі екі есе өсіру үшін, беттік керілу күшіне қарсы қандай жұмыс істеу керек?. Сабын ерітіндісінің беттік керілу коэффициентін 43 10 н\м-ге тең деп аламыз.

7.43. Диаметрі 4 см сабын ( =0.043н\м) r-көпіршігін үрлеп шығару үшін, беттік керілу күшіне қарсы қандай жұмыс істеу керек?

7.44. Су бетінің астында h=20см тереңдікте тұрған диаметрі d=0.001мм ауа көпіршігінің ішіндегі ауаның қысымын (ммсын. бағ.есебімен) анықтау керек. Сыртқы қысым 765мм сын. бағ тең.

7.45. Сабын көпіршігінің ішіндегі ауаның қысымы атмосфералық қысымға қарағанда 1мм сын. бағ. артық. Көпіршіктің диаметірі неге тең болады? Сабын ерітіндісінің беттік керілу коэффициентін 0,00430н/м-ге тең деп аламыз.

7.46. Ауа көпіршігінің су астына қандай тереңдікте жатқанын табу керек, ондағы ауаның тығыздығын 2 кг/м -ке тең деп аламыз. Көпіршіктің диаметірі 0,015 мм сын. бағ.-ға тең.

7.47. Судың астында 5м тереңдікте жатқан көпіршіктің ішіндегі ауаның қысымы, атмосфералық қысымдағы ауаның тығыздығынан (сол температурадағы) неше есе артық болады? Көпіршіктің радиусы 5 10 мм-ге тең.

7.48 Сынабы бар ыдысқа ішкі диаметірі d=3 мм ашық капилляр түсірілген. Ыдыс ішіндегі және капиллярдың ішіндегі сынап деңгейлерінің айырмасы h=3.7 мм-ге тең. Капиллярдағы сынап менискісінің қисықтық радиусы неге тең?

7.49. Ішінде суы бар ыдысқа ішкі диаметірі d=1 мм ашық капилляр түсірілген. Ыдыс пен капиллярдың ішіндегі судың деңгейлерінің айырмасы h=2.8 см-ге тең. 1) Капиллярдың ішіндегі менискінің қисықтық радиусы неге тең? 2) Егер толық жұғады деп есептесек, онда ыдыстағы және капиллярдағы су деңгейлерінің айырмасы қандай болар еді?

7.50. Ішкі диаметірі d=1 мм-ге тең капиллярдың ішіндегі бензол қандай биіктікке көтеріледі? Толық жұғады деп есептейміз.

7.51. Толық жұғу болғанда капилляздың ішіндегіі су 2 см-ге көтерілу үшін капиллярдың ішкі диаметірі қандай болу керек? есепті капилляр мынадай екі жағдайда: 1) Жердің үстінде тұр және 2) Айдың бетінде тұр деп шығару керек.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: