Web-решебник по физике. Молекулярная физика.

Параметры и уравнение состояния идеального газа

Определить массу одного атома водорода и число атомов, содержащихся в одном грамме водорода. Купить решение.

Найти молярную массу смеси, состоящей из 20 г кислорода, 30 г азота и 60 г окиси углерода. Купить решение.

В сосудах объемом 5 и 8 л находится воздух под давлением соответственно 2,02·10⁵ и 1,01·10⁵ Па. Температура в обоих сосудах одинаковая. Какое давление установится, если сосуды соединить между собой и температура воздуха при этом не изменится. Купить решение.

В баллоне, объем которого 2,53 л, содержится углекислый газ. Температура газа 127°C, давление 15 кПа. Найти число молекул в баллоне и число столкновений между молекулами за одну секунду. Купить решение.

Молекулярно-кинетическая теория

Найти полную кинетическую энергию и кинетическую энергию поступательного движения одной молекулы аммиака NH₃ при температуре 27°C. Купить решение.

Определить энергию теплового движения молекул, содержащихся в 3,2 г кислорода при температуре 17°C. Какая часть энергии приходится на долю поступательного и вращательного их движения? Купить решение.

Двухатомный газ массой 3,373 кг находится под давлением 0,177 МН/м² и имеет плотность 0,909 кг/м³. Найти энергию теплового движения молекул газа при этих условиях. Купить решение.

Определить число степеней свободы газа, если среднее значение полной кинетической энергии одной молекулы при нормальных условиях равно 94,185·10^-22 Дж. Купить решение.

Распределение Максвелла молекул идеального газа по скоростям, распределение Больцмана

Определить, какая часть молекул азота при температуре 27°C обладает скоростями, модули которых лежат в интервале от 210 м/с до 215 м/с. Купить решение.

Во сколько раз средняя квадратичная скорость пылинки, взвешенной в воздухе, меньше средней квадратичной скорости молекул азота? Масса пылинки 0,0899 мкг. Купить решение.

Пылинки, взвешенные в воздухе, имеют массу m=10^–5 г. Во сколько раз уменьшится их концентрация n при увеличении высоты на Δh=10 м? Температура воздуха T=300 К. Купить решение.

У поверхности Земли число молекул гелия меньше, чем число молекул углекислого газа в 6560 раз. На какой высоте число молекул гелия будет во столько же раз больше, чем число молекул углекислого газа? Температуру воздуха считать по высоте постоянной и равной 17°C. Купить решение.

Первое начало термодинамики, работа идеального газа

При температуре 27°C происходит изотермическое расширение 1 кмоля кислорода от объема 1 м³ до 5 м³. Определить приращение внутренней энергии газа, работу, совершенную газом, и количество поглощенной газом энергии. Купить решение.

Кислород, занимавший объем 1,5 л при давлении 10³ Па, адиабатически расширился до объема 12 л. Определите работу расширения газа. Купить решение.

Теплоёмкость идеального газа

Найти отношение C_p/C_v для смеси газов, состоящей из 8 г гелия и 4 г водорода. Купить решение.

Смесь состоит из двух молей одноатомного газа и одного моля двухатомного газа. Определить мольные теплоемкости C_μV и C_μP смеси. Купить решение.

Какое количество тепла надо сообщить 2 кг кислорода, чтобы нагреть его на 28°C при постоянном давлении. Купить решение.

В закрытом сосуде объёмом 28 л находятся равные массы аргона и азота при нормальных условиях. Какое количество тепла нужно сообщить этой газовой смеси, чтобы нагреть её на 47°C? Купить решение.

Газ адиабатически расширяется, изменяя объём в 2 раза, а давление в 2,64 раза. Определить молярные теплоёмкости C_p и C_v этого газа. Купить решение.

Второе начало термодинамики, энтропия

При изотермическом сжатии 1 моля азота произошло изменение объема 6 л до объема 2 л. Найти изменение энтропии газа. Купить решение.

Найти изменение энтропии при изотермическом расширении 12 г водорода от 10⁵ Па до 0,5·10⁵ Па. Купить решение.

Определить изменение энтропии 14 г азота при изобарном нагревании его от 27°C до 127°C. Купить решение.

Идеальный газ (ν=2 моль) сначала изобарно нагрели, так что объем газа увеличился в n₁=2 раза, а затем изохорно охладили, так что давление его уменьшилось в n₂=2 раза. Определить приращение энтропии в ходе указанных процессов. Купить решение.

В калориметре с пренебрежимо малой теплоёмкость находится 400 г воды при температуре 350 K. Найти изменение энтропии системы, если в воду бросить кусочек льда массой 204 г при температуре 256 K и одновременно пустить 15 г пара при температуре 373 K. Теплообменом с окружающей средой пренебречь. Купить решение.

Круговые (циклические) процессы идеальных газов

Один моль газа совершает цикл, состоящий из изохоры, изотермы и изобары (см. рисунок). Найти температуры для характерных точек цикла, если V₁=0,02 м³, P₁=1,01·10³ Па, P₂=2,3·10³ Па. Купить решение.

Рабочее тело - идеальный одноатомный газ - теплового двигателя совершает цикл, состоящий из последовательных процессов изобарного, адиабатного и изотермического. В результате изобарного процесса газ нагревается от T₁=300 K до T₂=600 K. Определить КПД теплового двигателя. Купить решение.

Идеальный двухатомный газ (ν=3 моль), занимающий объем V₁=5 л и находящийся под давлением p₁=1 МПа, подвергли изохорному нагреванию до T₂=500 K. После этого газ подвергли изотермическому расширению до начального давления, а затем он в результате изобарного сжатия возвращен в первоначальное состояние. Построить график цикла и определить КПД цикла. Купить решение.

Холодильная машина работает по обратному циклу Карно, при этом забирает тепло от воды, имеющей начальную температуру 305 K, и передаёт его кипятильнику с водой, имеющему температуру 373 K. Сколько воды превращается в пар при образовании 9 кг льда? Ответ дать в килограммах. Купить решение.

Реальные газы и жидкости

На высоте h=20 см над горизонтальной трансмиссионной лентой, движущейся со скоростью V=70 м/с, параллельно ей подвешена пластина площадью S=4 см². Какую силу надо приложить к этой пластине, чтобы она оставалась неподвижной? В условиях опыта температура воздуха t=27°C, давление атмосферное. Принять эффективный диаметр молекулы d=3·10^–10 м. Купить решение.

Два горизонтальных диска радиусами R=20 см. Расположены друг над другом так, что оси их совпадают. Расстояние d между плоскостями дисков равно 0,5 см. Верхний диск неподвижен, нижний вращается относительно геометрической оси с частотой n=10 с^-1. Найти вращающий момент М, действующий на верхний диск. Динамическая вязкость воздуха η, в котором находятся диски, равна 17,2 мкПа·с. Купить решение.

Строение твёрдых тел

Определите углы между следующими направлениями в кубическом кристалле: а) [001] и [011]; б) [011] и [111]; в) [011] и [101]. Купить решение.

Векторы примитивных трансляций гексагональной пространственной решетки можно выбрать следующим образом:

Найти: а) объем примитивной ячейки; б) векторы обратной решетки. Купить решение.

Энергия одномерного молекулярного кристалла в расчете на один атом представляется выражением

где x - расстояние между соседними атомами, A и σ - постоянные. Найти выражение для равновесного межатомного расстояния x₀; энергии связи в расчете на один атом, коэффициента сжимаемости молекулярного кристалла. Купить решение.