Молекулярная физика и термодинамика № 12

1. В верхних слоях атмосферы наблюдается так называемая инверсия, т. е. температура начинает возрас­тать. А на высоте нескольких сотен километров моле­кулы воздуха обладают скоростями, которым соответ­ствуют температуры в несколько тысяч градусов! Почему же в таком случае не плавятся и не сгорают летающие именно на таких высотах в течение длитель­ного времени искусственные спутники Земли?

2. В латунный калориметр массой 125 г опускают кусок льда массой 0,1 кг. Температура калориметра и льда равна 0°С. Сколько воды при температуре 20°С надо добавить в калориметр, чтобы половина льда растаяла? Удельная теплоемкость латуни 0,38 кДж/ (кг- К), льда 2,1 кДж/(кг-К), удельная теплота плавления льда 334 кДж/кг.

3.Два железных шара одинакового радиуса нагрева­ютсяот 20 до 100°С. Один из них находится при этом на горизонтальной плоскости, а второй подвешен на практически нерастяжимой нити. Казалось бы, что в соответствии с фор­мулой DQ=mCDT количества теплоты, пере­данные шарам, должны быть одинаковыми. На самом же деле для первого шара количество теплоты оказыва­ется несколько больше. Это означает, что и теплоемкость железа, из которого изготовлен первый шар, больше, хо­тя шары и были выточены из одного слитка. Почему же это оказалось возможным? Какая тепло­емкость приводится для железа в таблицах физических величин?

4. Найти среднюю продолжительность <t> свободного пробега молекул кислорода при температуре Т = 250 К и давлении р = 100 Па.

5. Определить удельную теплоемкость с_v смеси ксенона и кисло­рода, если количества вещества газов в смеси одинаковы и равны n..

6. Линейные размеры тел меняютсяс температуройследующим образом: l_t = l₀(1 + a t).

Положим, что температура понизилась до значения, равного t = . Подставляя эту температуру в первое выражение, по­лучим:

А если температуру понизить еще больше? Неужели размеры тела станут отрицательными?

7. Найти показатель адиабаты g смеси газов, содержащей кисло­род и аргон, если количества вещества того и другого газа в смеси одинаковы и равны n.

8. Водород при нормальных условиях имел объем v_i = 100 м³. Найти изменение D U внутренней энергии газа при. его адиабатическом расширении до объема V₂ = 150 м³.

9. Теплота может переходить только от более нагретых тел к телам с более низкой температурой. Почему же нам тепло в натопленной комнате, хотя температура тела тела человека выше, чем температура воздуха?

10. Вычислить удельные теплоемкости с_V и c_p смеси неона и водорода. Массовые доли газов соответственно равны w₁ = 0,8 и w₂ = 0,2.