Расчетно-графическая работа по физике

Расчетно-графическая работа по физике

Министерство общего и профессионального образования РФ

Владимирский государственный университет

Кафедра общей и прикладной физики

Расчетно-графическая работа №2

Владимир 1998

№ 202

Сколько атомов содержится в ртути: 1) количеством вещества [pic]=0,2

моль

2) массой m=1 г?

Дано:

[pic] Число молекул в [pic]молях вещества

[pic] 1)[pic]или

[pic] [pic]

[pic] 2) масса одной молекулы (атома)

[pic] [pic]

[pic] Тогда : [pic]

[pic]

Ответ: [pic]

[pic]

№ 212

В баллоне находится газ при температуре T1=400 К. До какой температуры

T2 надо нагреть газ, чтобы его давление увеличилось в 1,5 раза?

Дано:

[pic] Запишем для каждого из 2-х состояний газа

[pic] уравнения состояния:

[pic] [pic]

[pic] [pic]

[pic] Разделим почленно второе уравнение на первое:

[pic] [pic]

[pic]

Ответ: [pic]

№ 222

Определить суммарную кинетическую энергию Ek поступательного движения

всех молекул газа, находящегося в сосуде вместимостью V=3л под давлением

p=540 кПа.

Дано:

[pic] Средняя кинетич. энергия поступательного

[pic] движения одной молекулы:

[pic] [pic]

Тогда суммарная кинетическая энергия равна:

[pic]где [pic]- число всех молекул.

Найдем [pic]

Уравнение состояния газа:

[pic]где [pic]- число молекул

[pic]

С другой стороны [pic] т.е. [pic] где

[pic]- постоянная Больцмана

[pic], откуда

[pic]т.е.

[pic]

[pic]

[pic]

Ответ: [pic]

№ 232

Найти удельные сР и сV , а так же молярные СР и СV теплоемкости

углекислого газа.

Дано:

[pic] 1. Удельные теплоемкости:

[pic] [pic]

[pic] [pic]

[pic] [pic]

[pic] [pic]

[pic]

Молярные теплоемкости:

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

Ответ: [pic]

[pic]

[pic]

[pic]

№ 242

Определить среднюю длину свободного пробега молекулы азота в сосуде,

вместимостью V=5л. Масса газа m=0,5 г.

Дано:

[pic] Длина свободного пробега молекулы вычисля-

[pic] ется по формуле:

[pic] [pic], где [pic]- эфективное сечение.

[pic] [pic], где концентрацию n найдем из

[pic] системы уравнений:

[pic]

[pic] ([pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

Ответ: [pic]

№ 252

При изотермическом расширении азота при температуре T=280К объем его

увеличился в два раза. Определить: 1) совершенную при расширении газа

работу А; 2) изменение (U внутренней энергии; 3) количество теплоты Q,

полученное газом. Масса азота m=0,2 кг.

Дано:

[pic] 1. Работа при изотермическом расширении:

[pic] [pic]

[pic] [pic], где [pic]

[pic] [pic]

[pic] 2. Внутренняя энергия [pic]идеального газа:

[pic] [pic], а изменение [pic] будет равно:

[pic]

у нас [pic]=0, т.к. Т=const, поэтому [pic]=0

3. Согласно 1-му закону термодинамики, [pic]полученное газом равно:

[pic], что при [pic]=0 дает:

[pic]

Ответ: [pic]

[pic]

[pic]

№ 262

Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура Т1 теплоотдатчика в

четыре раза (n=4) больше температуры теплоприемника. Какую долю (

количества теплоты, полученного за один цикл от теплоотдатчика, газ отдаст

теплоприемнику?

Дано:

[pic] Теплоприемником является охладитель (холодильник) с темпера-

турой [pic]. Поэтому можно определить [pic]КПД цикла.

[pic] [pic]; [pic]

[pic] с другой стороны [pic],

где [pic]- кол-во теплоты, поступившее от нагревателя

[pic]- кол-во теплоты, переданное холодильнику

искомая доля [pic]равна:

[pic]

[pic]- выразим из формулы для [pic]:

[pic] откуда [pic],

поэтому:

[pic]

Ответ: [pic]

№ 272

Какую работу А надо совершить при выдувании мыльного пузыря, чтобы

увеличить его объем от V1=8 см3 до V2=16 см3? Считать процесс

изотермическим.

Дано:

[pic] При изменении площади мыльной пленки

[pic] на [pic]совершена работа [pic]

[pic] Ввиду же двусторонности мыльной пленки

[pic] приращение пленки удваивается:

[pic]. Вычислим:

[pic] [pic], здесь, [pic], где [pic]опреде-

лим из [pic]

[pic], где [pic]определяется из [pic]

[pic] [pic]

[pic] [pic]

[pic].

[pic]

[pic]

Ответ: [pic].

-----------------------

[pic]

[pic]