Молекулярная физика и термодинамика № 13

1. Дробинка попала в канал шланга автомобильного насоса. Оценить скорость, которую она может приобрести при сильном нажатии на ручку насоса.

2. Тигель с оловом нагревается электрическим током. Количество теплоты, ежесекундно подводимой к тиглю, постоянно. За 10 мин олово нагрелось от 20 до 70°С и спустя еще 83 мин полностью расплавилось. Найти удельную теплоту плавления олова. Удельная теплоемкость олова 0,23 кДж/(кг'К), температура плавления 232°С.

3. Для погружения и всплытия подводной лодки в ней имеются два сообщающихся между собой резервуара. В погруженном состоянии один из резервуаров ёмкостью V запол­нен водой, во втором емкостью v_i находится сжатый воздух. Каково должно быть минимальное давление сжатого воздуха, чтобы при всплытии лодки с глубины Н сжатый воздух пол­ностью вытеснил воду из балластной цистерны? Атмосферное давление нормальное, изменением температуры воздуха при расширении пренебречь.

4. Найти зависимость средней длины свободного пробега молекул идеального газа от давления р при следующих процессах: 1) изохорическом, 2) изотермическом Изобразить эти зависимости на графиках.

5. Найти показатель адиабаты g для смеси газов, содержащей гелий массой т₁ = 10 г и водород массой m₂ = 4 г

6. На рисунке изображены два сосуда, отличающиеся тем, что раздутия в них расположены на различной высоте. Если откачать из сосудов воздух, погрузить их открытые концы в чашку со рту­тью и открыть краны, то атмос­ферное давление загонит ртуть в трубки. При этом будет соверше­на работа, равная, как известно из курса физики, А = рV, где р — величина атмосферного давления, V — объем трубок, заполненный ртутью. Если внутренние объемы трубок вместе с полостями равны, то должны быть рав­ными н работы по подъему ртути в трубки. Однако в левой трубке основная масса ртути окажет­ся выше, чем в правой. Отсюда следует, что при одина­ково совершенных работах, потенциальная энергия в трубках изменилась на различную величину, что, как кажется на первый взгляд, находится в явном противо­речии с законом сохранения энергии. Где же ошибка в приведенном рассуждении?

7. Степень диссоциации a газообразного водорода равна 0,8. Найти удельную теплоемкость С_v такого частично диссоциировавшего водорода. Степень диссоциации – отношение числа молекул, распавшихся на атомы, к общему числу молекул газа.

8. В цилиндре под поршнем находится водород массой m = 0,02 кг при температуре T₁ = 300 К Водород сначала расширился адиабатически, увеличив свой объем в пять раз, а затем был сжат изо­термически, причем объем газа уменьшился в пять раз. Найти темпе­ратуру Т₂ в конце адиабатического расширения и полную работу А, совершенную газом. Изобразить процесс графически.

9. Почему в трубах подземных частей зданий вода часто замерзает не в мороз, а в оттепель?

10. Вычислить удельные теплоемкости неона и водорода при постоян­ных объеме (с_V) и давлении (c_р), принимая эти газы за идеальные.