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]