Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
8.1.12. Считая, что диаметр молекул водорода составляет около d = 3 • 1010 м, найдите, какой длины получилась бы нить, если бы все молекулы, содержащиеся в массе m = 1 мг этого газа, были расположены в один ряд вплотную друг к другу. Сравните длину этой нити со средним расстоянием от Земли до Луны.
8.1.13. В объеме V = 1л находится кислород массой m = 1 мг. Определите, какую часть объема занимают молекулы. Диаметр молекулы принять равным d = 10-8 см.
8.2. Энергия теплового движения молекулы газа.
Скорости молекулы
8.2.1. При какой температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы газа E = 8,31 • 10-21 Дж?
8.2.2. На сколько изменилась температура аргона, если средняя кинетическая энергия его атома уменьшилась в n = 1,2 раза? Начальная температура аргона T0 = 400 К.
8.2.3. Определите количество молей одноатомного идеального газа, если средняя кинетическая энергия всех атомов при температуре T = 500 К равна E = 800 Дж.
8.2.4. В закрытом сосуде находится азот. Насколько изменится средняя квадратичная скорость молекулы азота, если температуру в сосуде повысить от t1 = 17 °С до t2 = 47 °С?
8.2.5. Температуру газа, находящегося в сосуде, увеличили на П = 21%. На сколько процентов увеличилась средняя квадратичная скорость его молекул?
8.2.6. Найдите среднюю квадратичную скорость капельки воды массой m = 4 • 10-21 кг, взвешенной во влажном воздухе. Температура воздуха T = 300 К.
8.2.7. Найдите, во сколько раз средняя квадратичная скорость пылинки массой m = 1,74 • 10 12 кг, взвешенной в воздухе, меньше средней квадратичной скорости движения молекул водорода.
8.2.8. Температура поверхности Солнца (фотосфера) около T = = 6000 К. Почему с поверхности Солнца не улетают атомы водорода, из которых в основном состоит фотосфера? Радиус и масса Солнца известны.
156
8.2.9. При некоторой температуре молекулы кислорода имеют среднюю квадратичную скорость v1 = 460 м/с. Какова при этой температуре средняя квадратичная скорость v2 молекул азота?
8.2.10. Молекула углекислого газа, движущаяся со скоростью v = 600 м/с, упруго ударяется о стенку. Найдите максимальный импульс силы, полученной стенкой.
8.2.11. На пути молекулярного пучка стоит «зеркальная» стенка. Скорость молекул в пучке v = 200 м/с, концентрация n = = 4 • 1017 м-3, масса молекулы m = 3,32 • 10-27 кг. Стенка расположена перпендикулярно плоскости пучка. Определите число молекул, падающих на поверхность площадью S = 1 см2 за время t = 1с, и импульс, который они передают стенке.
8.2.12. На пути молекулярного пучка стоит «зеркальная» стенка. Найдите давление, испытываемое этой стенкой, если скорость молекул в пучке v = 103 м/с, концентрация n = 5 • 1017 м-3, масса молекулы m = 3,32 • 10-27 кг. Стенка расположена перпендикулярно плоскости пучка и неподвижна.
8.2.13. Решите предыдущую задачу при условии, что пучок движется по направлению, составляющему со стенкой угол а = 45°.
8.2.14. Найдите наиболее вероятную и среднюю арифметическую скорость молекулы водорода при температуре t = 127 °С.
8.2.15. Определите температуру азота, при которой средняя квадратичная скорость молекул азота больше средней арифметической на Дv = 20 м/с. Найдите наиболее вероятную скорость молекул азота при этой температуре.
8.3. Основное уравнение
молекулярно-кинетической теории
8.3.1. В сосуде объемом V = 1л находится водород массой m = 2 г. Определите давление водорода, если средняя квадратичная скорость его молекул v = 400 м/с.
8.3.2. Плотность водорода при некоторых условиях равна P1 =
= 0,09 кг/м3. Определите молярную массу метана, если его плотность при тех же условиях р2 = 0,72 кг/м3.
8.3.3. Найдите давление газа, если концентрация молекул газа n = 2 • 1025 см-3, а средняя квадратичная скорость его молекул v = = 600 м/с. Масса молекулы m = 4 • 10-26 кг.
8.3.4. Давление идеального газа в закрытом сосуде увеличилось в n = 25 раз. Во сколько раз изменилась средняя квадратичная скорость его молекул?
157
8.3.5. В закрытом сосуде находится идеальный газ. Давление в нем уменьшили на п = 19%. На сколько процентов изменится средняя квадратичная скорость его молекул?
8.3.6. Определите среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекулы идеального газа, если при давлении p = 2 • 105 Па концентрация молекул газа n = 5 • 1025 м-3.
8.3.7. Чему равна средняя кинетическая энергия поступательного движения атома аргона, если v = 2 моля этого газа в баллоне объемом V = 10 л создают давление p = 106 Па?
8.3.8. Под каким давлением находится в баллоне кислород, если емкость баллона V = 5 л, а средняя кинетическая энергия поступательного движения всех молекул кислорода Ek = 6 кДж?
8.3.9. Во сколько раз изменится давление газа, если его объем уменьшить в n = 4 раза, а температуру увеличить в к = 2 раза?
8.3.10. Газ плотностью р = 3,3 кг/м3 находится при температуре t = 17 °С. Найдите давление газа, если масса молекулы m0 = = 6,6 • 10-27 кг. Какой это газ?
8.3.11. Определите температуру N = 2 • 1022 молекул идеального газа, находящегося в сосуде емкостью V = 13,8 л при давлении p = 100 кПа.
