ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Примеры решения задач. 1. Определить молярную массу смеси кислорода массой 25 г1. Определить молярную массу смеси кислорода массой 25 г. и азота массой 75 г. m1=32 кг/кмоль, m2=28 кг/кмоль. Решение. n=m/m, m=m/n. Масса и количество вещества смеси m=m1+m2, n=n1+n2=m1/m1+m2/m2, отсюда имеем 2. В объеме 10 л находится He при р1=1 МПа и Т=300 К. Из баллона было взято 10 г гелия. Температура понизилась до 290 К. Определить давление. m=4кг/кмль. Решение. Из уравнения Менделеева -Клапейрона начальная масса гелия равна конечная масса . Из соотношения , имеем 3. Некоторая система находится с равной вероятностью в N различных состояниях. Найти вероятность того, что система находится в одном из этих состояний. Решение. По определению Р=1/N. 4. Одинаковую ли работу совершат при изобарическом нагревании на 10 К 2 кг водорода и 2 кг азота? Решение. Из соотношения , следует, что при DТ1=DТ2 и m1=m2 Следовательно, водород совершит работу в 14 раз больше. 5. Шина автомобиля была накачана при t=10°C до избыточного давления 200 кПа. После того, как автомобиль проехал 100 км, температура в шине повысилась до 40°C. Каким стало давление внутри шины? Решение. При постоянном объеме V1=V2, p1/T1=p2/T2.Чтобы получить полное давление необходимо к избыточному давлению прибавить атмосферное. Конечное давление Это на 10% выше первоначального давления. Поэтому рекомендуется измерять давление в холодных шинах. 6. Оценить среднюю длину свободного пробега и коэффициент диффузии молекул воздуха при нормальных условиях. диаметр молекулы воздуха 2,9×10-10м. Решение. Концентрация молекул воздуха где V0 - объем киломоля. V0=22,4м3. Коэффициент диффузии 7. Рассчитать работу и изменение внутренней энергии 1 кг воды, когда она полностью выкипает и превращается в пар при температуре 100°С. Давление постоянно и равно 1атм. Решение. Объем 1 кг воды при 100°С равен V1=1×10-3м3. Объем пара определяется из уравнения Клапейрона-Менделеева Работа, совершаемая паром A=p(V2 -V1)=1,69×105 Дж. Количество теплоты необходимое для выкипания 1 кг воды равняется скрытой теплоте испарения lисп=22,6×105 Дж.Согласно первому началу термодинамики DU=Q - A=20,9×105 Дж. 8. Найти изменение энтропии при нагревании воды массой 100 г от t1=0°С до t2=100°С и последующем испарении ее при t=100°С. Решение. Изменение энтропии . При нагревании оно будет Изменение энтропии при испарении Полное изменение энтропии DS=DS1+DS2=737 Дж/К.
ЗАДАЧИ 1. При какой температуре давление данной массы газа при постоянном объеме увеличится в 2 раза по сравнению с давлением этого газа при 0°С? 2. Какую работу совершает киломоль газа при изобарическом нагревании на 1 град? Как зависит величина этой работы от давления и начальной температуры? 3. В цилиндрах на рис.а) и б) давление по обе стороны поршня одинаково. Площади поршня в первом цилиндре одинаковы, а во втором S1>S0. Будут ли двигаться поршни в цилиндре? Трение не учитывать.
4. На какой глубине в пресной воде давление в два раза больше атмосферного? 5. Какова масса 50 молей углекислого газа? 6. Сколько молекул содержится в 5м3 олова? Плотность олова 7300кг/м3. 7. Сравните массы тел, сделанных из олова и свинца, если они содержат равные количества вещества. 8. Концентрация молекул идеального газа уменьшилась в четыре раза, а средняя кинетическая энергия движения молекул увеличилась в четыре раза. Что можно сказать о давлении газа? 9. Воздух представляет смесь газов: азота, кислорода и др. Одинаковы ли средние кинетические энергии поступательного движения молекул этих газов при одной и той же температуре? 10. Определить концентрацию молекул кислорода, если они при средней скорости 400м/с испытывают в среднем 8×109столкновений в секунду. Эффективный диаметр молекулы кислорода 3×10-10м. 11. Рассчитать давление, оказываемое молекулами азота на стенки сосуда, если средний квадрат скорости движения его молекул равен 0,5×106 м2/с2. Плотность азота 1,25кг/м3. 12. Рассчитайте концентрацию молекул газа при нормальных условиях. 13. Используя уравнение p=nkT, получить закон Авогадро. 14. Используя формулы и , получите выражение для расчета средней квадратической скорости молекул газа. 15. Средняя квадратическая скорость молекул метана при нормальном атмосферном давлении равна 652 м/с. Масса молекулы метана 26,6×10-27кг. Определить концентрацию молекул метана. 16. Температура поверхности Солнца (фотосфера) около 6000К. Фотосфера состоит в основном из атомов водорода. Вторая космическая скорость для атомов водорода 6,1×105м/с. Смогут ли все атомы водорода улететь с поверхности Солнца? 17. Укажите на рис.а-i графики изотермического, изобарного и изохорного процессов. Объясните.
18. На рис.a, b, c изображены процессы изменения состояний определенной массы газа.
1) Назовите процессы. 2) Напишите уравнения для процессов: 1 -2 (рис. а); 2 -3 (рис. в); 3 -1 (рис. с). 3) Изобразите графики процессов изменения состояния газа в системах координат: а) р, Т и p,V (рис. а); б) P,V и V,T (рис. в); в) p,T и V,T (рис. с). 19. Какое давление рабочей смеси устанавливается в цилиндрах двигателя, если к концу такта сжатия температура повышается с 50 до 250°С, а объем уменьшается с 0,75 до 0,12 л? Начальное давление рабочей смеси 80 кПа. 20. При сжатии воздуха в компрессоре температура повысилась от 300 до 380 К, а давление возросло в 2,5 раза. Рассчитайте степень сжатия воздуха (отношение начального объема к конечному). 21. Перед проведением газосварочных работ манометр баллона с кислородом показывал давление 10 МПа, а после сварки - 8 МПа. Сколько процентов кислорода было израсходовано? Температура и объем кислорода не изменились. 22. Космический корабль, возвращающийся с Луны, входит в атмосферу Земли со скоростью 40 000 км/час. Молекулы азота ударяются о нос корабля с такой же скоростью. Какой температуре соответствует эта скорость движения молекул? 23. Определить сколько раз в секунду молекула кислорода при нормальных условиях пересечет комнату длиной 5 м. Считать, что число столкновений с другими молекулами незначительно. 24. Рассчитать максимально допустимое давление в кинескопе длиной 45 см, если 98% всех электронов должны попасть на экран, не столкнувшись ни с одной молекулой. 25. Определите скорость выхода струи пара из сопла паровой турбины, если каждый его килограмм при расширении уменьшает свою внутреннюю энергию на 5×105 Дж. Начальную скорость пара на входе в сопло примите равной 0. 26. Покажите, что из уравнения Ван-дер-Ваальса, критические температура и давление определяются выражениями ; . Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|