Идз Явления переноса. Реальные газы Вариант Какое утверждение о диффузии в газах ошибочно

• Название: Идз Явления переноса. Реальные газы Вариант Какое утверждение о диффузии в газах ошибочно
• Дата: 16.05.2018
• Размер: 297.23 Kb.
• Имя файла: 2018.docx
• Тип: Документы; #43959

ИДЗ «Явления переноса. Реальные газы»

Вариант 1.

1. 
   
   Какое утверждение о диффузии в газах ошибочно?
   

1. 
   Происходит перенос массы вещества.
   
2. 
   Диффузионный поток молекул совпадает с направлением градиента концентрации.
   
3. 
   Происходит выравнивание концентрации молекул каждого газа в смеси газов.
   
4. 
   Диффузионный поток молекул тем больше, чем выше градиент концентрации.
   

2. 
   Определите коэффициент диффузии водорода при нормальных условиях, если средняя длина свободного пробега молекул λ = 0,16мкм.
   

3. 
   Коэффициент диффузии некоторого газа при нормальных условиях D = 9,1 10^-5 м²/с, средняя длина свободного пробега молекул λ = 0.16 мкм. Определите коэффициент Пуассона для этого газа.
   

1.4. Какие процессы в реальном газе приближают его к идеальному?

Укажите номер правильного ответа.

1. Понижение температуры

2. Понижение давления

3. Одновременное увеличение объема и понижение температуры

4. Одновременное повышение давления и повышение температуры.

1.5. Какие температуры Т₁ и Т₂ имеет азот массой m = 2 г, занимающей объем V = 820 см³ при давлении Р = 0,2 МПа? Т₁ - газ рассматривать как идеальный, Т₂ - как реальный.

1.6. При адиабатическом сжатии воздуха в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания давление изменяется от Р₁ = 0,1 МПа до Р₂ = 3,5 МПа. Начальная температура воздуха Т₁ = 400С. Найти температуру воздуха в конце сжатия.

1.7. Электрон движется с релятивистской скоростью составляющей 0,9797часть от скорости света. Определите во сколько раз релятивистский импульс больше классического.

Вариант 2.

2.1. Укажите номер графика зависимости коэффициента вязкости η идеального газа от давления Р в области нормального давления.

2.2. Рассчитайте коэффициент диффузии гелия при нормальных условиях.

2.3. Расстояние между стенками дьюаровского сосуда d = 8 мм. При каком давлении коэффициент теплопроводности воздуха, находящегося между стенками сосуда, начнет уменьшаться при откачке? Температура воздуха t = 17⁰С, средний диаметр его молекул  = 0,3 нм.


2.4. Какое из приведенных утверждений относится только к реальным газам?

1. 
   Газы состоят из атомов и молекул.
   
2. 
   Атомы и молекулы хаотически движутся.
   
3. 
   Между атомами и молекулами действуют силы притяжения и отталкивания.
   

1. 
   Атомы и молекулы не взаимодействуют между собой, а взаимодействуют только со стенками сосуда.
   

5. 
   Гелий массой m = 10 г занимает объем V = 100 см³ при давлении Р = 100 МПа. Определить температуру газа Т₁, считая его идеальным, и Т₂, считая его реальным.
   
6. 
   Газ расширяется адиабатически, причем объем его увеличивается вдвое, а термодинамическая температура падает в 1,32 раза. Какое число степеней свободы имеют молекулы этого газа?
   

5. 
   Электрон движется с релятивистской скоростью, составляющей 0,9797часть от скорости света. Определите, во сколько раз релятивистская кинетическая энергия больше классической.
   

Вариант 3.
3.1. Коэффициент теплопроводности идеального газа зависит от:


1. массы молекул газа? 2. давления в области вакуума?


3. числа степеней свободы молекул газа? 4. градиента температуры?

Выберите правильные варианты ответов.
3.2. Определите коэффициент вязкости азота при нормальных условиях, если его

коэффициент диффузии D = 1,42 10 м²/с.

3.3. В результате некоторого изотермического процесса коэффициент вязкости идеального газа увеличился в α = 2 раза, а коэффициент диффузии увеличился в β = 4 раза. Как и во сколько раз изменится давление газа?


3.4. Какое из приведенных утверждений относится только к реальному газу?

1. Размерами молекул по сравнению с размерами сосуда можно пренебречь.

2. Давление газа обусловлено взаимодействием молекул между собой и со стенками сосуда.

3. Объем, предоставленный газу, равен объему сосуда.

4. Взаимодействием молекул между собой можно пренебречь.

3.5. В закрытом сосуде объемом V= 0,5 м³ находится ν = 0,6 кмоль углекислого газа при давлении Р = 3 МПа. Пользуясь уравнением Ван-дер-Ваальса, найдите, во сколько раз надо увеличить температуру газа, чтобы его давление возросло в два раза?

3.6. Двухатомный газ, находящийся при давлении Р₁ = 2 МПа и температуре t₁ = 270⁰С, сжимается адиабатически от объема V₁ до V₂ = 0,5V₁. Найдите температуру и давление газа после сжатия.

3.7. Для электрона релятивистская масса в 3,16 раза больше массы покоя. Определите его скорость.
Вариант 4.

4.1. Какие утверждениями о внутреннем трении в газах верны?

1. 
   Возникновение внутреннего трения связано с переносом импульса направленного движения молекул газа из более быстрых слоев в более медленные.
   
2. 
   Вязкость, или внутреннее трение газов - выравнивание скорости направленного движения молекул в различных слоях газа.
   
3. 
   Направление плотности потока импульса перпендикулярно скорости упорядоченного движения молекул газа.
   
4. 
   Необходимое условие возникновения внутреннего трения - наличие градиента скорости направленного движения молекул в различных слоях газа.
   

2. 
   0пределить эффективный диаметр молекул кислорода, если при t = 0⁰С коэффициент вязкости η = 18,8·10^-6 Па∙с.
   

2. 
   Два моля углекислого газа находятся при нормальных условиях. В результате изобарного нагревания коэффициент вязкости увеличился в два раза. Определить во сколько раз увеличится коэффициент диффузии, а также приращение внутренней энергии газа в этом процессе.
   

2. 
   На рисунке представлен график зависимости проекции результирующей силы
   

F

r

А
взаимодействия молекул А и В. Какая точка на графике соответствует расстоянию между молекулами, при котором силы притяжения уравновешивают силы отталкивания?

В

1
Определить среднюю длину свободного пробега молекул углекислого газа при нормальных условиях. Средний эффективный диаметр молекулы вычислить, считая известными значения критической температуры и критического давления.


4

3



2

2. 
   В сосуде под поршнем находится газ при нормальных условиях. Расстояние между дном сосуда и дном поршня h = 25 см. Когда на поршень положили груз массой m = 20 кг, поршень опустился на ∆h = 13,4 см. Считая сжатие адиабатическим, найти показатель адиабаты γ. Площадь поперечного сечения поршня S = 10 см. Массой поршня пренебречь.
   

2. 
   Полная энергия релятивистской частицы больше энергии ее покоя в 2 раза. Определите ее скорость.
   

Вариант 5.
5.1. Какое из приведенных выражений верно отражает зависимость коэффициента диффузии D идеального газа от давления при нормальных условиях

1. D VP. 2. D P.

3. D 1/P. 4. D не зависит от давления.
5.2. Определить коэффициент теплопроводности водорода,если его коэффициент вязкости η= 8,6∙10^-6 Па·с.
5.3. Коэффициент диффузии некоторого газа при T₁ = 300 К и Р₁=4·10⁵ Па составляет величину D₁ = 1.5·10^-5 м²/с, а коэффициент теплопроводности χ=50 10^-3 Вт/мК. В результате адиабатического расширения объем двух молей газа увеличился в два раза. Определить работу внешних сил по расширению газа.

5.4. Какая из приведенных на графиках кривых соответствует зависимости потенциальной энергии взаимодействия молекул реального газа от расстояния между ними? (r₀ - расстояние между молекулами, на котором силы притяжения уравновешивают силы отталкивания).
5.5. Пользуясь данными о критических величинах Т_к и Р_к для СО₂ найти постоянные a и b, входящие в уравнение Ван-дер-Ваальса.
5.6. В цилиндрах карбюраторного двигателя внутреннего сгорания газ сжимается политропически до V₂=V₁/6. Начальное давление Р₁ = 90 кПа, начальная температура Т₁= 400 К. Найти давление Р₂ и температуру Т₂ газа в цилиндрах после сжатия. Показатель политропы n = 1,3.
5.7. Собственное время жизни мезона 1,0∙10^-8 с, его скорость относительно Земли υ = 0,99∙с. Какое расстояние он пролетит за время жизни относительно Земли?

Вариант 6.

6.1. От каких из указанных величин зависит коэффициент вязкости газа? Укажите
номера правильных ответов.

1. Температура 2. Размер молекул

3. Скорости направленного движения молекул газа 4. Молярная масса газа
6.2. Углекислый газ и азот имеют одинаковые температуры и давления. Найти для этих газов отношение коэффициентов диффузии, считая диаметры их молекул одинаковыми.
6.3. При изотермическом расширении 1 моля углекислого газа была совершена работа А = 1,73 кДж, объем газа увеличился в два раза. Определить отношения коэффициентов диффузии D₂/D₁, вязкости η₂/η₁ и теплопроводности χ₂/χ₁ в конечном и начальном состояниях.

6.4. Какое из приведенных уравнений соответствует уравнению состояния любой массы реального газа?

1. P(V - b) = RT.

2. (Р + a/V²_мол.)(V - b) = RT.

3. (Р + (m/M)²∙a/V²)(V – (m/M) b) = (m/M) RT.

4. PV = (m/M) RT.
6.5. В закрытом сосуде объемом V = 0,5 м³ находится количество  = 0,5 кмоль углекислого газа при давлении р = 3 МПа. Пользуясь уравнением Ван-дер-Ваальса, найти, во сколько раз надо увеличить температуру газа, чтобы давление увеличилось вдвое.
6.6. В цилиндрах карбюраторного двигателя внутреннего сгорания газ сжимается политропически так, что после сжатия температура газа становится равной Т₂= 700 К. Начальная температура газа Т₁= 413 К. Степень сжатия V₁/V₂= 5,8. Найти показатель политропы n.
6.7. Электрон движется со скоростью υ = 0,5∙с. Определите его релятивистский импульс.

Вариант 7.

7.1.Укажите номера правильных утверждений.

1. 
   Явления переноса приводят систему в равновесное состояние.
   
2. 
   Явления переноса наблюдаются только в термодинамически неравновесных системах.
   
3. 
   В основе различных явлений переноса лежит один и тот же механизм -хаотическое движение молекул.
   
4. 
   Явления переноса могут протекать обратимо.
   

7.2. Температуры и давления углекислого газа и азота одинаковы. Определить для этих газов отношение коэффициентов вязкости ₁/₂, считая диаметры их молекул одинаковыми.
7.3. Некоторый газ массой m = 0,1 г при определенных условиях имеет коэффициент вязкости ₁ = 8,6 10^-6 Пас и коэффициент теплопроводности ₁ = 89,910^-3 мВт/мК. На сколько увеличится температура газа, если при изохорном нагревании он получит количество теплоты Q = 20 Дж?


7.4. Какое из приведенных уравнений соответствует уравнению состояния для одного моля реального газа?

1. P(V - b) = RT. 2. (Р + (a/V ))(V - b) = RT.

3. (Р + а/V²_мол)(V_мол - b) = RT. 4. PV = RT.
7.5. В сосуде объемом V = 10 л находится m = 0,25 кг азота при температуре 27 С. Какую часть давления газа Р_i /P составляет давление, обусловленное взаимодействием молекул?
7.6. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя в три раза больше температуры холодильника. Нагреватель передал газу 42 кДж тепла. Какую работу совершил газ?

7.7. При какой скорости движения тела релятивистское сокращение его длины составляет 25 %?

Вариант 8.

8.1. Укажите номер графика зависимости средней длины свободного пробега молекул идеального газа от давления в области нормального давления.


8.2. Определить массу азота, прошедшего вследствие диффузии через площадку S = 0,01 м² за время t = 10 с при градиенте плотности 1,26 кг/м⁴.

и температуре 27 С. Средняя длина свободного пробега молекул = 10 мкм.
8.3. Плотность потока тепла, переносимого некоторым двухатомным газом, q = 0,546 Вт/м². Определить градиент температуры gradT, если известно, что при изотермическом увеличении объема 0,1 кг этого газа в два раза при Т = 400 К совершается работа А = 5,5 кДж, = 5,5 мкПас.
8.4. Представлен график теоретической изотермы реального газа при некоторой температуре. Укажите номер правильного утверждения.

1. 
   Любому значению давления соответствуют три значения объема.
   
2. 
   Значениям давления Р и Р соответствуют по два значения объема.
   
3. 
   Значения давлений Р < Р и Р > Р невозможны.
   
4. 
   Значению Р = Р₀ соответствует определенный объем.
   

8.5. Собственный объем молекул азота составляет 0,0086 от объема сосуда. Масса газа в сосуде 0,25 кг, его температура 27 С. Определить объем сосуда.
8.6. В цилиндре под поршнем находится водород массой m = 0,02 кг при температуре Т₁ = 300 К. Водород начал расширяться 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 работу, совершенную газом. Изобразить процесс графически.


8.7. На сколько увеличится масса покоящейся α – частицы при увеличении ее скорости до υ = 0,9∙с?

Вариант 9.

9.1. Укажите верную зависимость коэффициента вязкости идеального газа от давления в области нормального давления.

1. 1/Р 2.  VP. 3.  Р. 4.  не зависит от давления.

2. 
   Коэффициенты диффузии и вязкости водорода при некоторых условиях составляют величины D = 1,4210^-4 м²/с и  = 8,510^-6 Пас. Определить концентрацию молекул водорода.
   
3. 
   Определить расстояние между стенками дьюаровского сосуда, если при давлении между ними Р = 1,26 Па коэффициент теплопроводности начинает уменьшатся при откачке. Температура воздуха между стенками 290 К, эффективный диаметр молекул  = 0,3нм.
   

9.4. На рисунке представлены графики изотерм реального газа при различных температурах. Какая из указанных точек соответствует критическому состоянию реального газа?


9.5. В баллоне объемом V = 8 л находится кислород массой m = 0,3 кг. Какую часть объема сосуда V_i/V составляет собственный объем молекул?

9.6. При адиабатическом сжатии кислорода массой m = 1 кг совершена работа А = 100 кДж. Определить конечную температуру Т₂ газа, если до сжатия кислород находился при температуре Т₁ = 300 К.

9.7. Электрон движется со скоростью υ = 0,9797∙с. Определите отношение его полной энергии к кинетической.

Вариант 10.

10.1. Коэффициент диффузии идеального газа зависит от ...

1. 
   ... размеров сосуда, в котором он находится
   
2. 
   … давления в области нормального давления
   
3. 
   ... молярной массы газа
   
4. 
   ... теплоемкости газа.
   

Укажите номер правильного ответа.

2. 
   Определить плотность газа при некоторых условиях, если коэффициент диффузии D = 1,42∙10^-4 м²/с, а коэффициент вязкости η| = 8,510^-6 Пас.
   
3. 
   В двухатомном идеальном газе происходит адиабатическое уменьшение объема в 10 раз. Как и во сколько раз изменятся коэффициенты диффузии и вязкости?
   

10.4. Какое из приведенных выражений для внутренней энергии реального газа неверно?

1. U = (i/2)RT 2. U = (i/2)RT - (a/V)

3. U = U_кин. + U_пот. 4. U = (C)Т - а/Vмол.

10.5. Кислород массой m = 0,3 кг находится в баллоне объемом V = 8 л при температуре Т = 300 К. Определить отношение давления Pi, обусловленного взаимодействием молекул, к давлению на стенки сосуда Р.

10.6. При адиабатическом расширении кислорода с начальной температурой Т₁ = 320 К внутренняя энергия уменьшилась на 8,4 кДж, а его объем увеличился в 10 раз. Определите массу кислорода.

10.7 Определить скорость движения релятивистской частицы, при которой ее кинетическая энергия меньше энергии покоя в 3,16 раза.

Вариант 11.

11.1. Явления переноса в замкнутой системе сопровождаются:

1. 
   ... нарушением распределения молекул по энергиям (распределение Максвелла)
   
2. 
   ... столкновениями молекул
   
3. 
   ... уменьшением внутренней энергии
   

1. 
   ... выравниванием параметров состояния
   

Укажите номера правильных утверждений.
11. 2. Средняя длина свободного пробега атомов гелия при нормальных условиях равна180 нм. Определите коэффициент теплопроводности гелия при данных условиях, а также средний эффективный диаметр его атомов.

11.3. Приращение внутренней одного моля углекислого газа при изобарном нагревании составило 20,5 кДж. Во сколько раз увеличатся коэффициенты диффузии, вязкости и теплопроводности, если первоначально газ находился при нормальных условиях?

11.4. От каких характеристик и параметров состояния реального газа зависят значения его критических параметров (Т_к, V_к, Р_к). Укажите номер правильного ответа.

1. 
   Только от молярной массы.
   
2. 
   От плотности.
   
3. 
   От молярной массы и числа степеней свободы.
   
4. 
   Только от числа степеней свободы.
   

11.5. В цилиндре под поршнем находится газообразный хлор Cl₂массой 20 г. Определите приращение внутренней энергии газа при его изотермическом расширении от объема V₁ = 200 см³ до объема V₂ = 500 cм³, рассматривая его как реальный газ.
11.6. Водород при нормальных условиях имел объем V₁ = 100 м³. Найти приращение внутренней энергии газа при его адиабатическом расширении до объема V₂ = 150 м³.
11.7. С какой скоростью движется релятивистская частиц, если ее кинетическая энергия равна энергии покоя.
Вариант 12.

12.1. Укажите номер графика, верно отражающего зависимость коэффициента теплопроводности идеального газа от давления в области нормального давления.

2. 
   Определить коэффициент диффузии азота при давлении Р = 100 Па и температуре Т = 300 К.
   

3. 
   В результате адиабатического расширения двух молей некоторого двухатомного газа его объем увеличился в два раза. Работа внешних сил по расширению газа А = 3 кДж. Рассчитать отношение коэффициента теплопроводности к коэффициенту диффузии в начальном состоянии, если Р₁ = 0,2 МПа.
   

12.4. От каких величин зависят постоянные а и b в уравнении Ван - дер - Ваальса? Укажите номер правильного ответа.

1. От плотности газа 2. От значений критических параметров (Т_к, V_к и Р_к)

3. От объема газа 4. От молярной массы.
12.5. Пользуясь данными о критических величинах Т_к и Р_к для О₂ найти постоянные a и b, входящие в уравнение Ван-дер-Ваальса.
12.6. В цилиндре под поршнем находится водород массой 0,02 кг при температуре Т₁ = 300 К. Водород расширился адиабатически, увеличив свой объем в пять раз. Найти конечную температуру Т₂.

12.7. Релятивистская частица движется со скоростью υ = 2,85∙10⁸ м/с. Определите отношение полной энергии к энергии покоя.

Вариант 13

13.1. От каких из указанных величин зависит отношение коэффициента

теплопроводности к коэффициенту вязкости для идеального газа?

1. Температура 2. Давление

3. Число степеней свободы 4. Объем сосуда.

2. 
   Определить отношение коэффициента диффузии водорода к коэффициенту диффузии кислорода, если оба газа находятся при одинаковых условиях.
   
3. 
   Углекислый газ массой 10 г, находящийся в состоянии η₁/D₁ = 2 кг/ м³ и давлении Р₁ = 10⁵ Па, изотермически расширился так, что его объем увеличился в два раза. Какая была совершена работа?
   
4. 
   На графике представлена экспериментальная изотерма реального газа, полученная при сжатии ненасыщенного пара. Какой участок графика соответствует переходу пара из ненасыщенного состояния в насыщенное?
   

13.5. В сосуде объемом 0,3 л при температуре Т= 300 К находится 1 моль СО₂.

Определить отношение давлений Р₁/Р₂, считая газ идеальным (Р₁) и реальным (Р₂).

13.6. В цилиндре под поршнем находится водород массой 0,02 кг при температуре Т₁ = 300 К. Водород расширился адиабатически, увеличив свой объем в пять раз. Найти полную работу, совершенную газом.


13.7. При какой скорости движения электрона его масса вдвое больше его массы покоя?
Вариант 14.

14.1. Укажите номера правильных утверждений о диффузии в газах.

1. 
   В процессе диффузии поток молекул направлен в сторону уменьшения концентрации молекул.
   
2. 
   Диффузия сопровождается направленным переносом массы вещества.
   
3. 
   Стационарная диффузия возможна только при постоянном градиенте плотности вещества.
   
4. 
   Диффузионный поток молекул сонаправлен с градиентом концентрации.
   

2. 
   Найти среднюю длину свободного пробега молекул азота при Т = 300К и Р = 100 кПа, если его коэффициент вязкости  = 17,2 мкПа с.
   
3. 
   Коэффициеты вязкости и теплопроводности некоторого газа массой m = 0,1 кг при определенных условиях ₁ = 910^-6 Па с, ₁ = 90 мкВт/мК. Какое количество теплоты получил газ в изохорном нагревании, если его температура увеличилась на 20 К?
   
4. 
   На графике представлена экспериментальная изотерма реального газа, полученная при сжатии ненасыщенного пара. Какие точки на графике соответствуют давлению ненасыщенного пара?
   
5. 
   Критическая температура аргона Т_к = 151 К, критическое давление Р_к=4,86 МПа. Определите критический молярный объем V_мол..
   
6. 
   При адиабатическом сжатии кислорода 20 г его внутренняя энергия увеличилась на 8 кДж и температура повысилась до Т₂ = 900 К. Найдите степень сжатия V₁/V_2.
   
7. 
   Масса электрона вдвое больше его массы покоя. Найдите кинетическую энергию электрона.
   

Вариант 15.

15.1. Какое из приведенных утверждений, верно отражает зависимость коэффициента диффузии идеального газа от давления в области очень низких давлений (ниже физического вакуума)?

1.D  VP 2. D  P 3.D  1/P 4. D не зависит от P

2. 
   При некоторых условиях коэффициент вязкости воздуха = 17,2 мкПас. Найдите коэффициент теплопроводности воздуха.
   

3. 
   Определите плотность потока тепла, переносимого некоторым двухатомным газом при градиенте температуры 200 К/м, если при изотермическом увеличении объема 0,1 кг этого газа в 3 раза при Т = 400К совершается работа А = 11,4 кДж, а коэффициент вязкости  =5,5 мкПас.
   

15.4. На графике представлена диаграмма сжатия ненасыщенного пара. Какая область соответствует жидкому состоянию?

15.5. Определите плотность водяных паров в критическом состоянии.

15.6. При адиабатическом сжатии кислорода массой 20 г его внутренняя энергия увеличилась на 8 кДж, а температура повысилась до Т₂ = 900 К. Найдите конечное давление газа Р₂ , если начальное давление Р₁ = 200 кПа.

15.7. Релятивистская частица движется со скоростью υ = 0,5∙с. Найдите отношение ее кинетической энергии к энергии покоя.

Вариант 16.

16.1. Укажите номер ошибочного утверждения.

1. 
   Процессы, связанные с явлением переноса, протекают необратимо.
   
2. 
   Явления переноса сопровождаются направленным переносом массы импульса или энергии.
   
3. 
   Явления переноса могут протекать в отсутствии внешних воздействий.
   
4. 
   Все явления переноса сопровождаются выравниванием каких-либо неоднородностей, вызванных внешним воздействием.
   

16.2. Пространство между двумя параллельными пластинами, находящимися на расстоянии d = 5 мм друг от друга, заполнены гелием. Температуры пластин Т₁ = 290 К, Т₂ = 310 К, давление гелия Р = 0,1 МПа. Вычислите плотность потока тепла, переносимого от одной пластины к другой.

3. 
   В результате некоторого процесса коэффициент вязкости идеального газа увеличился в α = 3 раза, а коэффициент диффузии увеличился в β = 2 раза. Как и во сколько раз изменилось давление?
   

3. 
   На графике представлена экспериментальная изотерма реального газа, полученная при сжатии ненасыщенного пара.
   

Какой участок графика соответствует конденсации пара?
16.5. Пользуясь данными о критических величинах Т_к и Р_к для N₂ найти постоянные a и b, входящие в уравнение Ван-дер-Ваальса.
16.6. Воздух, заполняющий объем V₁ = 10 л, при давлении Р₁ = 100 кПа, был адиабатически сжат до объема V₂ = 1 л. Под каким давлением находится газ после сжатия.
16.7. С какой скоростью движется релятивистская частица, если ее кинетическая энергия больше энергии покоя в 3,16 раза.

Вариант 17.


17.1. Какие из приведенных утверждений о диффузии газов являются верными?

1. 
   Диффузия сопровождается направленным переносом массы вещества.
   

1. 
   Диффузионный поток вещества тем больше, чем выше градиент концентрации молекул.
   
2. 
   Направление диффузионного потока молекул совпадает с направлением градиента концентрации молекул.
   
3. 
   Диффузионный поток молекул направлен противоположно градиенту их концентрации.
   

2. 
   Определить зависимость коэффициента теплопроводности от температуры в изобарном процессе и построить график этой зависимости.
   
3. 
   Определить отношения коэффициентов диффузии и вязкости в конечном и начальном состояниях (D₂/D₁, |₂/₁) при изотермическом увеличении объема идеального газа в 2 раза.
   
4. 
   На графике представлена диаграмма сжатия ненасыщенного пара. Какая область соответствует состоянию ненасыщенного пара?
   

2. 
   Найти плотность гелия в критическом состоянии, считая известными значения критической температуры Т_к и критического давления Р_к.
   

2. 
   Горючая смесь в двигателе дизеля воспламеняется при температуре Т₂ = 1,1 кК. Начальная температура смеси Т₁ = 350 К. Во сколько раз нужно уменьшить объем смеси при сжатии, чтобы она воспламенилась? Считать сжатие адиабатическим. Показатель адиабаты смеси равен 1,4.
   

6. 
   Мезон двигаясь со скоростью υ = 0,866∙с, пролетел от точки своего рождения до точки распада l = 2∙10³ м. Определите его собственное время жизни.
   

Вариант 18

18.1. Укажите номера правильных утверждений о коэффициенте вязкости.

1. Зависит от молярной массы газа. 2. Зависит от размера молекул газа.

3. 
   Зависит от скорости направленного движения молекул газа.
   
4. 
   Не зависит отразмеров сосуда, в котором находится газ.
   

2. 
   Найти зависимость коэффициента теплопроводности идеального газа от давления в изотермическом процессе и построить график этой зависимости.
   
3. 
   В результате изобарного нагревания двух молей углекислого газа, находящегося при нормальных условиях, коэффициент диффузии увеличился в 8 раз. Определить приращение внутренней энергии. Во сколько раз увеличатся коэффициенты вязкости и теплопроводности в таком процессе?
   
4. 
   От каких величин зависят постоянные а и в в уравнении Ван-дер-Ваальса? Укажите номер правильного ответа.
   

1. От плотности газа 2. От числа степеней свободы молекул газа

3. От молярной массы 4. От значения критических параметров

18.5. Один моль некоторого газа, находится при критической температуре, занимает объем, в три раза превышающий критический. Во сколько раз давление газа в этом состоянии меньше критического?

18.6. Углекислый газ, находящийся под давлением Р₁ = 100 кПа при температуре Т₁ = 290 К, был сжат адиабатически до давления Р₂ = 200 кПа. Найдите температуру газа после сжатия.

18.7. Кинетическая энергия электрона составляет 1 МэВ. Определите скорость его движения.

Вариант 19
19.1. Укажите номера правильных утверждений относительно среднего числа
соударения молекул газа в единицу времени.

1. Зависит от размеров молекул. 2. Не зависит от температуры газа.

3. Зависит от молярной массы. 4. Не зависит от объема газа.
19.2. Какое количество теплоты Q теряет помещение за один час через окно, если площадь каждой рамы S = 4 м² , расстояние между рамами d = 30 см, температура в помещении 18 С, на улице -20 С, давление 101,3 кПа?
19.3. Работа внешних сил при адиабатическом расширении двух молей некоторого газа А = 3 кДж. Во сколько раз увеличится объем газа, если в начальном состоянии Т₁ = 300 К, Р₁ = 10⁵ Па, коэффициент диффузии D₁ =10^-5 м²/с, коэффициент теплопроводности ₁ = 10^-2 Вт/мК?
19.4. От каких характеристик реального газа зависят значения его критических параметров? Укажите номер правильного ответа.

1. Только от молярной массы.

2. От молярной массы и плотности.

3. От числа степеней свободы и молярной массы.

4. От молярной изохорной теплоемкости.
19.5. Определить внутреннюю энергию одного моля азота при критической температуре и объеме 0,3 л.
19.6. При адиабатическом сжатии газа его объем уменьшился в 10 раз, а давление увеличилось в 21,4 раза. Определите значение коэффициента Пуассона в этом процессе.
19.7. Определите релятивистский импульс и кинетическую энергию электрона, движущегося со скоростью υ = 0,9∙с.

Вариант 20

20.1. Какое из приведенных утверждений относительно диффузии в газах ошибочно?

1. 
   Процесс диффузии сопровождается переносом массы вещества.
   
2. 
   Направление переноса массы совпадает с направлением градиента концентрации молекул.
   
3. 
   Процесс диффузии необратим.
   
4. 
   Процесс диффузии происходит за счет хаотического движения атомов и молекул.
   

20.2. Углекислый газ и азот имеют одинаковые температуры и давления. Найти
для этих газов отношение коэффициентов теплопроводности, считая диаметры их молекул одинаковыми.
20.3. При изотермическом расширении одного моля углекислого газа, находящегося под давлением Р₁ = 10⁵ Па, его объем увеличивается в два раза. При этом в начальном состоянии отношение коэффициента теплопроводности к коэффициенту диффузии χ₁/D₁ = 300 Дж∕м³·К. Какая в этом процессе совершается работа?
20.4. Какие процессы в реальном газе приближают его к идеальному? Укажите номер правильного ответа.

1. 
   Увеличение объема.
   
2. 
   Одновременное понижение давления и повышение температуры.
   
3. 
   Понижение температуры.
   
4. 
   Понижение давления.
   

20.5. Внутренняя энергия одного моля азота составляет 2,55 кДж при критической
температуре 126 К. Определить объем газа.
20.6. Из баллона, содержащего кислород под давлением Р₁ = 1 МПа при температуре Т₁ = 300 К, выпустили половину находившегося в нем газа. Определить конечную температуру Т₂ и давление Р₂ считая процесс адиабатическим.
20.7. На сколько процентов масса частицы, движущейся со скоростью υ = 30∙10⁶ м/с, больше ее массы покоя?

Вариант 21
21.1. Укажите номер графика зависимости коэффициента диффузии D идеального газа от давления в области нормального давления.


21.2. Определить плотность потока массы для азота при градиенте плотности 1,26 кг/м и температуре 27 С, если средняя длина свободного пробега его молекулравна 10 мкм.
21.3. Некоторый газ массой 1 кг при определенных условиях имеет коэффициент вязкости ₁ = 8,610^-6 Пас и коэффициент теплопроводности  = 9010^-3 мВт/мК. Какое количество теплоты надо сообщить газу для его изохорного нагревания на 19 К?

21.4. Какое из приведенных утверждений относится только к реальному газу?

1. 
   Газы состоят из атомов и молекул.
   
2. 
   Атомы и молекулы хаотически движутся.
   
3. 
   Между атомами и молекулами действуют силы притяжения и отталкивания.
   
4. 
   Атомы и молекулы взаимодействуют со стенками сосуда по законам абсолютно упругого удара.
   

21.5. Найти внутреннюю энергию углекислого газа массой 132 г при давлении 0,1 МПа и температуре 300 К, рассматривая его как реальный.
21.6. Воздух, находившийся под давлением Р₁ = 100 кПа, был адиабатически сжат до давления Р₂ = 1 МПа. Найти давление Р₃, которое установится, когда сжатый воздух, сохраняя объем неизменным, охладится до первоначальной температуры.
21.7. На сколько увеличилась полная энергия релятивистской частицы, если ее масса увеличилась на 1 г.

Вариант 22

22.1. Какие условия необходимы для возникновения явления переноса в газах? Укажите номера правильных ответов.

1. 
   Газ находится в состоянии термодинамического равновесия.
   
2. 
   Молекулы газа хаотически движутся.
   
3. 
   Между молекулами газа происходят столкновения.
   
4. 
   Средняя длина свободного пробега молекул соизмерима с размерами сосуда.
   

2. 
   При каком давлении в некотором газе отношение коэффициента вязкости к коэффициенту диффузии η/D = 0,3 кг/м3, а средняя квадратичная скорость движения молекул составляет 632 м/с.
   
3. 
   Определить плотность потока тепла, переносимого некоторым двухатомным газом при градиенте температуры 200 К/м, если при изотермическом увеличении объема этого газа в два раза при Т = 400 К совершается работа А = 5,5 кДж и коэффициент вязкости равен 5,5 10^-6 Па с.
   
4. 
   
   На графике представлена диаграмма сжатия ненасыщенного пара. Какая область соответствует двухфазному состоянию «жидкость + пар»?
   

22.5. Объем углекислого газа увеличился от V₁ = 10³ л до V₂ = 10⁴ л. Внутренние силы взаимодействия молекул совершили при этом работу А =1,65 Дж. Найти массу газа.
22.6. Определите работу адиабатического расширения водорода массой 4 г, если температура газа понизилась на 10 К.
22.7. Определите кинетическую энергию релятивистской частицы, если ее импульс Р^рел = m₀∙c.

Вариант 23


23.1. Какие из утверждений о теплопроводности в газах верны?

1. 
   Происходит направленный перенос энергии из более нагретой части системы в менее нагретую.
   
2. 
   Плотность потока энергии сонаправлена с вектором градиента температуры.
   
3. 
   Перенос энергии происходит в сторону, противоположную градиенту температуры.
   

1. 
   Градиент температуры создается внешним воздействием.
   

2. 
   Рассчитать плотность потока тепла между оконными рамами при градиенте температуры 130 К/м и Т = 280 К. Диаметр молекул воздуха σ = 0,3 нм.
   
3. 
   Коэффициент диффузии углекислого газа увеличился в 8 раз. Рассчитать приращение внутренней энергии для одного моля этого газа, если первоначально он находился при нормальных условиях. Процесс считать изобарическим.
   
4. 
   На графике представлена экспериментальная изотерма реального газа, полученная при сжатии ненасыщенного пара. Какой участок графика соответствует жидкому состоянию?
   

23.5. Газ находится в критическом состоянии. Во сколько раз возрастет


давление газа, если его температура изохорически увеличится в два раза?

23.6. Азот массой 2 г, имевший температуру Т₁ = 300 К, был адиабатически сжат так, что его объем уменьшился в 10 раз. Определите конечную температуру газа.


23.7. Какую ускоряющую разность потенциалов U должен пройти электрон, чтобы его скорость составила 95% скорости света?

Вариант 24

24.1. Какие условия необходимы для возникновения явлений переноса в газах? Укажите номера правильных ответов.

1. 
   Нарушение полной хаотичности движения молекул.
   
2. 
   Направленный перенос массы, импульса и энергии молекул.
   
3. 
   Наличие градиента концентрации, температуры или скорости направленного движения.
   
4. 
   Создание каких-либо неоднородностей в газе за счет внешнего воздействия.
   

24.2. Определить коэффициент вязкости гелия при нормальных условиях, если коэффициент диффузии при тех же условиях D = 1,0610⁴ м²/с.

24.3. Для некоторого газа при давлении Р₁ =0,4 МПа и температуре Т₁ = 300 К коэффициент диффузии D₁ = 1,510^-5 м²/с, а коэффициент теплопроводности  = 50 мВт/мК. Какая была совершена работа, если в результате адиабатического расширения двух молей этого газа его объем увеличился в два раза?


24.4. Какое из приведенных уравнений соответствует уравнению состояния для одного моля реального газа?

1. P(V - b) = RT 3. (Р + (a/V))(V - b) = RT

2. (Р + a/V²_мол.)(V_мол. - b) = RT. 4. PV=RT

24.5. Газ находится при критической температуре и занимает объем V = 3Vкр.

Давление газа меньше критического в 1,5 раза. Определить количество молей этого газа.
24.6. Азот массой 2 г, имевший температуру Т₁ = 300 К, был адиабатически сжат так, что его объем уменьшился в 10 раз. Определите работу сжатия газа.

24.7. При какой скорости движения электрона его полная энергия в 3,16 раза больше его кинетической энергии?

Вариант 25


25.1.От каких из указанных величин зависит коэффициент теплопроводности идеального газа?

1. Скорость хаотического движения молекул 2. Молярная масса газа

3. Температура 4. Давление

25.2. При нормальных условиях коэффициент диффузии некоторого газа D = 1,0610⁴ м²/с, а коэффициент вязкости  = 1910^-6 Па с. Какой это газ?

3. 
   Некоторый газ массой 10 г в изохорном нагревании получил количество теплоты Q = 20 Дж. На сколько при этом увеличилась его температура, если в начальном состоянии его коэффициент вязкости ₁ = 9 мкПас, а коэффициент теплопроводности ₁ = 90 мкВт/К?
   
4. 
   На графике представлена экспериментальная изотерма сжатия ненасыщенного пара. Какой участок графика соответствует переходу пара из ненасыщенного состояния в насыщенное?
   

25.5. Один моль углекислого газа занимает объем V = 0,3 л при t = 27 С. Определить давление газа, рассматривая его как реальный.
25.6. Кислород, занимавший объем V₁ = 1 л под давлением Р₁ = 1,2 МПа, адиабатически расширился до объема V₂ =10 л. Определите работу расширения газа.
25.7. Импульс релятивистской частиц Р^рел. = m₀∙с. Определите ее скорость.