Сборник задач по общему курсу физики - Волькенштейн В.С.
Скачать (прямая ссылка):
5.96. Найти среднюю арифметическую v, среднюю
квадратичную и наиболее вероятную vB скорости
молекул газа, который при давлении р =40 кПа имеет плотность р=0,3 кг/м3.
5.94. При какой температуре Т средняя квадратичная скорость молекул азота больше их наиболее вероятной скорости на Ди=50 м/с?
5.95. Какая часть молекул кислорода при /=0 °С обладает скоростями v от 100 до 110 м/с?
5.96. Какая часть молекул азота при t= 150 °С обладает скоростями v от 300 до 325 м/с?
5.97. Какая часть молекул водорода при /=0°С обладает скоростями v от 2000 до 2100 м/с?
5.98. Во сколько раз число молекул ДNit скорости которых лежат в интервале от vB до ив+Ду, больше числа молекул AN2, скорости которых лежат в интервале от
V v2 до V иг + Ди?
5.99. Какая часть молекул азота при температуре Т имеет скорости, лежащие в интервале от vB до ув+Ду, где Ди=20 м/с, если: а) 7=400 К; б) Т=900 К?
5.100. Какая часть молекхл азота при температуре t= = 150 °С имеет скорости, лежащие в интервале от 1^=300 м/с до и2=800 м/с?
5.101. Какая часть общего числа N молекул имеет ¦’ко-рости: а) больше наиболее вероятной скорости ив, б) меньше наиболее вероятной скорости ив?
5.102. В сосуде находится масса т=2,5 г кислорода. Найти число Nx молекул кислорода, скорости которых
превышают среднюю квадратичную скорость Vи2 •
5.103. В сосуде находится масса т=8 г кислорода при температуре 7=1600 К. Какое число Nx молекул кислорода имеет кинетическую энергию поступательного движения, превышающую энергию W0—6,65- 10-20 Дж?
5.104. Энергию заряженных частиц часто выражают в электронвольтах: 1 эВ — энергия, которую приобретает электрон, пройдя в электрическом поле раэность потенциа-лов U=\ В, причем 1 эВ = 1,60219• Ю-18 Дж. При какой температуре Т0 средняя кинетическая энергия' поступательного движения молекул W0=l эВ?-При какой темнературе
71
50% всех молекул имеет кинетическую энергию поступательного движения, превышающую энергию W0 = l эВ?
5.105. Молярная энергия, необходимая для ионизации атомов калия, Wi —418,68 кДж/моль. При какой температуре Т газа 10% всех молекул имеют молярную кинетическую энергию поступательного движения, превышающую энергию Wi?
5.106. Обсерватория расположена на высоте Л=3250 м над уровнем моря. Найти давление р воздуха на этой высоте. Температуру воздуха считать постоянной и разной t~5 °С. Молярная масса воздуха р=0,029 кг/моль. Давление воздуха на уровне моря р0= 101,3 кПа.
5.107. На какой высоте h давление воздуха составляет 75% от давления на уровне моря? Температуру воздуха считать постоянной и равной t —0°С.
5.108. Пассажирский самолет совершает полеты на высоте /ii=8300 м. Чтобы не снабжать пассажиров кислородными масками, в кабине при помощи компрессора поддерживается постоянное давление, соответствующее высоте /г2= =2700 м. Найти разность Др давлений внутри и снаружи кабины. Температуру наружного воздуха считать равной Ь=0 °С.
5.109. Найти в предыдущей задаче, во сколько раз плот-•ность р2 воздуха в кабине больше плотности воздуха вне ее, если температура наружного воздуха U——20 °С, а температура воздуха в кабине ?2=+20°С. •
5.110. Найти плотность р воздуха: а) у поверхности Земли; б) на высоте /г=4 км от поверхности Земли. Температуру воздуха считать постоянной и равной t=0°C. Давление воздуха у поверхности Земли р0=ЮО кПа.
5.111. На какой высоте h плотность газа вдвое меньше его плотности на уровне моря? Температуру газа считать постоянной и равной t=0 °С. Задачу решить для: а) воздуха, б) водорода.
5.112. Перрен, наблюдая при помощи микроскопа изменение концентрации взвешенных частиц гуммигута с изменением высоты и применяя барометрическую формулу, экспериментально нашел значение постоянной Авогадро Na. В одном из опытов Перрен нашел, что "при расстоянии между двумя слоями Д/г=100 мкм число взвешенных частиц гуммигута в одном слое вдвое больше, чем в другом. Температура гуммигута t=20 °С. Частицы гуммигута диаметром <г=0,3 мкм были взвешены в жидкости, плотность которой на Др=0,2-103 кг/м3 меньше плотности частиц. Найти по этим данным значение постоянной Авогадро NA.
П
5.113. Найти среднюю длину свободного пробега А, молекул углекислого газа при температуре ?=100 °С и давлении р = 13,3 Па. Диаметр молекул углекислого газа а— =0;32 нм.
5.114. При помощи ионизационного манометра, установленного на искусственном спутнике Земли, было обнаружено, что на высоте Л=300 км от поверхности Земли концентрация частиц газа в атмосфере я=101!г м-3. Найти среднюю длину свободного пробега К частиц газа на этой высоте. Диаметр частиц газа а=0,2 нм.
5.115. Найти среднюю длину свободного пробега к молекул воздуха при нормальных условиях. Диаметр молекул воздуха ст=0,3 нм.
5.116. Найти среднее число столкновений г в единицу времени молекул углекислого газа при температуре t= = 100 °С, если средняя длина свободного пробегаХ=870 мкм.
