Сборник задач по общему курсу физики - Волькенштейн В.С.
Скачать (прямая ссылка):
5.145. Коэффициент диффузии и вязкость водорода при некоторых условиях равны D = l,42-10-4 м2/с и т] = =8,5 мкПа-с. Найти число п молекул водорода в единице объема.
5.146. Коэффициент диффузии и вязкость кислорода при некоторых условиях равны D = l,22-10~5 м2/с и т] = = 19,5 мкПа-с. Найти плотность р кислорода, среднюю длину свободного пробега к и среднюю арифметическую скорость v его молекул.
5.147. Какой наибольшей скорости v может достичь дождевая капля диаметром D=0,3 мм? Диаметр молекул'
75
воздуха ;сг=0,3 нм. Температура воздуха <=0°С. Считать, что для дождевой капли справедлив закон Стокса.
5.148. Самолет летит со скоростью и=360 км/ч. Считая, что слой воздуха у крыла самолета, увлекаемый вследствие вязкости, d=4 см, найти касательную сиду Fs, действующую на единицу поверхности крыла. Диаметр молекул воздуха ог=0,3 нм. Температура воздуха t=0 °С.
5.149. Пространство между двумя коаксиальными цилиндрами заполнено газом. Радиусы цилиндров равны л= =5 см и R=5,2 см. Высота внутреннего цилиндра h=25 см. Внешний цилиндр вращается с частотой п=360 об/мин. Для того чтобы внутренний цилиндр оставался неподвижным, к нему надо приложить касательную силу F—1,38 мН. Рассматривая в первом приближении случай как плоский, найти из. данных этого опыта вязкость г\ газа, находящегося между цилиндрами.
5.150. Найти теплопроводность К водорода,- вязкость которого г|=8,6 мкПа-с.
5.151. Найти теплопроводность К воздуха при давлении р = 100 кПа и температуре ?=10°С. Диаметр молекул воздуха сг=0,3 нм.
5.152. Построить график-зависимости теплопроводности К водорода от температуры Т в интервале ЮОг^Т^бОО К через каждые 100 К.
5.153. В сосуде объемом V=2 л находится Л/'=4-1022 молекул двухатомного газа. Теплопроводность газа К— »=14 мВт/(м-К). Найти коэффициент диффузии D газа.
5.154. Углекислый газ и азот находятся при одинаковых температурах и давлениях. Найти для этих газов отношение:
а) коэффициентов диффузии; б) вязкостей; в) теплопроводностей. Диаметры молекул газов считать одинаковыми.
-5.155. Расстояние между стенками дьюаровского сосуда d=8 мм. При каком давлении р теплопроводность воздуха, находящегося между стенками сосуда, начнет уменьшаться при откачке? Температура воздуха <=17°С. Диаметр молекул воздуха а«=0,3 нм.
5.156. Цилиндрический термос с внутренним радиусом 0=9 см и внешним радиусом л2 = 10 см наполнен льдом. Высота термоса h=20 см. Температура льда ti=0 °С, температура наружного воздуха ,t2=20'°С. При каком предельном давлении р воздуха между стенками термоса теплопроводность К еще будет зависеть от давления? Диаметр молекул воздуха'0=0,3 нм, а температуру воздуха между стенками термоса считать равной среднему арифметическому температур льда и наружного воздуха.
76
Найти теплопроводность К воздуха, заключенного между стенками термоса, при давлениях рх= 101,3 кПа и ps= = 13,3 мПа, если молярная масса воздуха |х=0,029 кг/моль. Какое-количество теплоты Q проходит за время Д?=1 мин через боковую поверхность термоса средним радиусом г=9,5 см при давлениях рх= 101,3 кПа и р2= 13,3 мПа?
5.157. Какое количество теплоты Q теряет помещение за время ?= 1 ч через окно за счет теплопроводности воздуха, заключенного между рамами? Площадь каждой рамы 5=4 м2, расстояние между ними d=30 см. Температура помещения ?1=18°С, температура наружного воздуха ?2= =—20 °С. Диаметр молекул воздуха сг=0,3 нм. Температуру воздуха между рамами считать равной среднему арифметическому температур помещения и наружного воздуха. Давление р = 101,3 кПа.
5.158. Между двумя пластинами, находящимися на
расстоянии d—\ мм друг от друга, находится воздух. Между пластинами поддерживается разность температур ДГ=^1 К. Площадь каждой пластины 5=0,01 м2. Какое.количество теплоты Q передается за счет теплопроводности от одной пластины к другой за время ?=10 мин? Считать, что воздух находится при нормальных условиях. Диаметр молекул воздуха сг=0,3 нм. '
5.159. Масса т=10 г кислорода находится при давлении р=300 кПа и температуре ?=10 °С. После нагревания при p=const газ занял объем F=10 л. Найти количество теплоты Q, полученное газом, изменение ЛW внутренней энергии газа и работу А; совершенную газом при расширении.
5.160. Масса т=6,5 г водорода, находящегося при температуре ?=27 °С, расширяется вдвое при p=const за счет притока тепла.извне. Найти работу А расширения газа; изменение внутренней энергии газа и количество теплоты Q, сообщенное газу.
5.161. В закрытом сосуде находится масса trii=20 г азота и масса тг=32 г кислорода. Найти изменение ДИ7 внутренней энергии смеси газов при охлаждении ее на АТ=
=28 К.
5.162. Количество v=2 кмоль углекислого газа нагревается при постоянном давлении на ДГ=50 К. Найти изменение AW внутренней энергии газа, работу А расширения газа и количество теплоты Q, сообщенное газу.
