Диффузия, вязкость и теплопроводность газов

12.20. Средняя длина свободного пробега молекул гелия при нормальных условиях 0,23 мкм. Определить коэффициент диффу­зии гелия при этих условиях.

12.21. Определить коэффициент диффузии кислорода при нор­мальных условиях.

12.22. Каков коэффициент диффузии водорода при некоторых условиях, если коэффициент диффузии гелия при этих условиях 92 мм²/с?

12.23. Коэффициент диффузии кислорода при нормальных условиях 14,1 мм²/с. Определить, каким будет коэффициент диффузии при температуре 50°С, если нагревание газа происхо­дит при постоянном объеме.

12.24. Во сколько раз изменится коэффициент диффузии двух­атомного газа при уменьшении давления в 2 раза в результате изотермического расширения?

12.25. Коэффициент диффузии углекислого газа при нормаль­ных условиях 10 мм²/с. Определить динамическую вязкость углекислого газа при этих условиях.

12.26. Вычислить коэффициент диффузии и динамическую вязкость азота при давлении 0,10 МПа и температуре 7°С.

12.27. Для гелия динамическая вязкость при температуре 0°С равна 16,3 мкПа • с. Определить диаметр молекул гелия.

12.28. Найти динамическую вязкость воздуха при температу­ре 100°С и нормальном давлении, если при нормальных усло­виях она равна 17,2 мкПа-с.

12.29. При какой температуре динамическая вязкость азота равна динамической вязкости водорода при температуре 19°С?

12.30. Пространство между двумя коаксиальными цилиндра­ми, радиусы которых равны 5 и 5,5 см, заполнено кислородом при температуре 0°С. Определить, выше какого давления динами­ческая вязкость кислорода не будет зависеть от давления.

12.31. Определить теплопроводность хлора, если известно, что динамическая вязкость для него при этих условиях равна 12,9 мкПа·с

12.32. Определить теплопроводность аргона при нормальных условиях.

12.33. Теплопроводность трехатомного газа с жесткими (объемными) молекулами равна 1,45 сВт/м·К, а коэффициент диффузии при тех же условиях 10 мкм²/с. Определить число молекул в газе объемом 1,0 м³ при этих условиях.

12.34. Найти предельное значение давления, ниже которого теплопроводность воздуха, заключенного между стенками сосуда Дьюара, начинает зависеть от давления. Расстояние между стен­ками l ==6,0 мм. Диаметр молекулы воздуха принять равным 0,30 нм. Температура газа 17°С.

Теплоемкость

13.1. Найти молярные теплоемкости C_V и С_Р, а также их
отношения γ для идеального газа, состоящего из молекул: а) одно­
атомных; б) двухатомных с жесткими молекулами; в) двухатом­ных с упругими молекулами; г) трехатомных с жесткими (объем­ными) молекулами; д) трехатомных с упругими (объемными)молекулами.

13.2. Удельная теплоемкость при постоянном давлении не­
которого газа 970 Дж/кг·К, молярная масса его равна
0,03 кг/моль. Определить, каким числом степеней свободы обла­дают молекулы этого газа.

13.3. Разность между удельными теплоемкостями при посто­янном давлении и постоянном объеме некоторого газа равна 260 Дж/кг·К. Определить молярную массу данного газа.

13.4. Плотность некоторого газа при нормальных условиях р = 1,25 кг/м. Отношение удельных теплоемкостей 1,4. Опре­делить удельные теплоемкости С_Р и C_V этого газа.

13.5. Определить γ для газовой смеси, состоящей из водоро­да массой 4,0 г и углекислого газа массой 22,0 г.

13.6. Отношение удельных теплоемкостей смеси, состоящей из нескольких молей азота и 5 молей аммиака, γ=1,35. Опре­делить число молей азота в смеси.

13.7. Определить удельные теплоемкости С_р и C_V смеси, со­стоящей из азота в количестве 1 моль, метана — 4 моль и ар­гона массой 8,0 г.

13.8. Воздух содержит 25% водяного пара. Считая сухой воздух двухатомным газом с молярной массой 0,029 кг/моль, определить удельную теплоемкость влажного воздуха при по­стоянном давлении.

13.9. Найти удельные теплоемкости воздуха С_Р и C_V, считая,
что в его составе находится: азот — 76%, кислород — 23%, ар­гон -- 1,0%.

13.10. Количество теплоты, необходимое при нагревании газа на 25 К при постоянном давлении, равно 500 Дж, а коли­чество теплоты, выделяемое при охлаждении того же газа на 75 К при постоянном объеме, 1,07 кДж. Определить у данного газа.

13.11. Найти молярную теплоемкость идеального газа в про­цессе, при котором температура газа: 1) пропорциональна квадрату его объема; 2) обратно пропорциональна его объему. Теплоемкость газа в количестве 1 моль при постоянном объеме равна С_V.