Основное уравнение кинетической теории газов

11.1. Микроскопическая пылинка углерода обладает массой 0,1 нг. Определить, из скольких атомов она состоит.

11.2. Радоновые ванны, применяемые для лечения, содержат 1,8·10⁶ атомов радона в воде объемом 1,0 дм³. На сколько молекул воды приходится один атом радона в лечебной ванне?

11.3. Сколько частиц (атомов и молекул) находится в азоте массой 1,0 г, если степень диссоциации азота 7,0%?

11.4. Сколько атомов ртути содержится в воздухе объемом 1,0 м в помещении, зараженном ртутью, при температуре 20°С, если давление насыщенного пара ртути при этой температуре 133 мПа?

11.5. Какова длина ребра куба, содержащего 1,0·10⁶ моле­кул идеального газа при нормальных условиях?

11.6. Газ нагревается в открытом сосуде при нормальном ат­мосферном давлении от 27°С до 327° С. Какое приращение полу­чит при этом число молекул в единице объема газа?

11.7. В сосуде объемом 1 дм³ содержится некоторый газ при температуре 17°С. Найти приращение давления газа, если вслед­ствие утечки газа из него выйдет 10²¹ молекул.

11.8. В сосуде объемом 3,0 дм³ находится гелий массой 4,0 мг, азот массой 70 мг и 5,0·10²¹ молекул водорода. Каково дав­ление смеси, если температура ее 27°С?

11.9. В закрытом кубическом сосуде, ребро которого / = 1,0 см, имеется N молекул воздуха. Стенки кубика таковы, что моле­кулы воздуха, попав на стенку, остаются на ней в течение τ = 1,0·10^-2 с. Найти число молекул воздуха, находящихся на стенках, если температура сосуда 300 К.

11.10. Для дальней космической связи используется спутник
объемом 100 м³, наполненный воздухом при нормальных услов иях. Метеорит пробивает в его корпусе отверстие площадью 5=1,0 см². Найти время, через которое давление внутри спут­ника изменится на 1,0%. Температуру газа считать неизменной.

11.11. В герметически закрытом сосуде смешали поровну кис­лород и гелий, а затем в стенке сосуда сделали отверстие. Каков состав молекулярного пучка, выходящего из него?

11.12. Определить среднюю кинетическую энергию вращатель­ного движения молекул водорода, содержащихся в 1,0 моль при 18°С.

11.13. Найти среднюю энергию молекул, содержащихся в азо­те массой 7,0 г при температуре 16°С. Какая часть этой энер­гии приходится на долю поступательного движения и какая на долю вращательного? Колебательные степени свободы моле­кул азота не возбуждаются.

11.14. В сосуде объемом 2,0 дм³ находится газ под давлением 0,50 МПа. Чему равна средняя кинетическая энергия поступа­тельного движения молекул газа?

11.15. Кислород массой 12 г находится при температуре 700°С, при этом 40% молекул диссоциировано на атомы. Чему равна средняя энергия теплового движения частиц? Колеба­тельные степени свободы молекул кислорода не возбуждаются.

11.16. У газа, состоящего из четырехатомных (объемных) мо­лекул, при температуре 1,00·10³ К возбуждаются все степени свободы (включая колебательные). Найти среднюю энергию моле­кулы такого газа. Какая часть этой энергии приходится на долю поступательного движения?

11.17. До какой максимальной температуры может нагревать­ся из-за трения о воздух поверхность самолета, который летит со скоростью, близкой к скорости звука? Считать, что воздух состоит из жестких молекул азота. Температуру окружающего воздуха принять равной -- 10°С.