ИЗД № 2 «Явления переноса. Политропные процессы. Реальные газы» 2021/2022 уч.год
Вариант 1.
Какое утверждение о диффузии в газах может быть ошибочно? Почему?
Происходит перенос массы вещества.
Диффузионный поток молекул совпадает с направлением градиента концентрации.
Происходит выравнивание концентрации молекул каждого газа в смеси газов.
Диффузионный поток молекул тем больше, чем выше градиент концентрации.
Определите коэффициент диффузии водорода при нормальных условиях, если средняя длина свободного пробега молекул λ = 0,16мкм.
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 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.
1.5. 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 = 400 °С. Найти температуру воздуха в конце сжатия.
Вариант 2.
2.1. Получите зависимость коэффициента вязкости η идеального газа от давления Р в области нормального давления. Какой из приведенных графиков соответствует полученной зависимости?
2.2. Найти 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. 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.
Газ расширяется адиабатически, причем объем его увеличивается вдвое, а термодинамическая температура падает в 1,32 раза. Какое число степеней свободы имеют молекулы этого газа?
Вариант 3.
3.1. Выберите величины, из перечисленных, от которых зависит коэффициент теплопроводности идеального газа. Выбор обоснуйте.
1. массы молекул газа?
2. давления в области вакуума?
3. числа степеней свободы молекул газа?
4. градиента температуры?
3.2. Определите коэффициент вязкости азота при нормальных условиях, если его коэффициент диффузии D = 1,4210-5 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 реальным газам? Почему?
Газы состоят из атомов и молекул.
Атомы и молекулы хаотически движутся.
Между атомами и молекулами действуют силы притяжения и отталкивания.
Атомы и молекулы не взаимодействуют между собой, а взаимодействуют только со стенками сосуда.
3.5. 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.
Вариант 4.
4.1. Какие утверждениями о внутреннем трении в газах верны? Почему?
Возникновение внутреннего трения связано с переносом импульса направленного движения молекул газа из более быстрых слоев в более медленные.
Вязкость, или внутреннее трение газов - выравнивание скорости направленного движения молекул в различных слоях газа.
Направление плотности потока импульса перпендикулярно скорости упорядоченного движения молекул газа.
Необходимое условие возникновения внутреннего трения - наличие градиента скорости направленного движения молекул в различных слоях газа.
0пределить эффективный диаметр молекул кислорода, если при t = 00С коэффициент вязкости η = 18,8·10-6 Па∙с.
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.
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.
Для углекислого газа: t крит : 31.04 ˚С ; p крит :73.83 бар.
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 см2. Массой поршня пренебречь.
Вариант 5.
5.1. Какое из приведенных выражений верно отражает зависимость коэффициента диффузии D идеального газа от давления при нормальных условиях? Обоснуйте выбор.
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/мК. В результате адиабатического расширения объем двух молей газа увеличился в два раза. Определить работу внешних сил по расширению газа.
5.4. Пользуясь данными о критических величинах Тк и Рк для углекислого газа (СО2), найти постоянные a и b, входящие в уравнение Ван-дер-Ваальса.
Для углекислого газа: t крит = 31.04 ˚С ; p крит = 73.83 бар.
5.5. 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.
Вариант 6.
6.1. От каких из указанных величин зависит коэффициент вязкости газа? Поясните выбор.
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 вязкости η2/η1 и теплопроводности χ2/χ1 в конечном и начальном состояниях.
6.4. 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.
6.5. 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.
Вариант 7.
7.1. Укажите номера правильных утверждений.
Явления переноса приводят систему в равновесное состояние.
Явления переноса наблюдаются только в термодинамически неравновесных системах.
В основе различных явлений переноса лежит один и тот же механизм - хаотическое движение молекул.
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 кг при определенных условиях имеет коэффициент вязкости 1 = 8,6 10-6 Пас и коэффициент теплопроводности 1 = 89,910-3 мВт/мК. На сколько увеличится температура газа, если при изохорном нагревании он получит количество теплоты Q = 20 Дж?
7.4. В сосуде объемом V = 10 л находится m = 0,25 кг азота при температуре 27 ˚С. Какую часть давления газа Рi /P составляет давление, обусловленное взаимодействием молекул?
7.5. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя в три раза больше температуры холодильника. Нагреватель передал газу 42 кДж тепла. Какую работу совершил газ?
Вариант 8.
8.1. Получите зависимость средней длины свободного пробега молекул идеального газа от давления в области нормального давления. Какой из приведенных графиков соответствует полученной зависимости?
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 grad T, 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, а коэффициент вязкости
= 5,5 мкПас.
8.4. Собственный объем молекул азота составляет 0,0086 от объема сосуда. Масса газа в сосуде 0,25 кг, его температура 27 °С. Определить объем сосуда.
8.5. 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.
Вариант 9.
9.1. Укажите верную зависимость коэффициента вязкости идеального газа от давления в области нормального давления. Обоснуйте выбор.
1. 1/Р 2. V P. 3. Р. 4. не зависит от давления.
Коэффициенты диффузии и вязкости водорода при некоторых условиях составляют величины D = 1,4210-4 м2/с и = 8,510-6 Пас. Определить концентрацию молекул водорода.
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. 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.
Вариант 10.
10.1. От каких, из перечисленных, величин зависит коэффициент диффузии идеального газа ? Выбор обоснуйте.
размеры сосуда, в котором он находится
давление соответствующее области нормального давления
молярная массы газа
теплоемкость газа.
Укажите номер правильного ответа.
Определить плотность газа при некоторых условиях, если коэффициент диффузии D = 1,42∙10-4 м2/с, а коэффициент вязкости η| = 8,510-6 Пас.
В двухатомном идеальном газе происходит адиабатическое уменьшение объема в 10 раз. Как и во сколько раз изменятся коэффициенты диффузии и вязкости?
10.4. 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.
10.5. 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.
Вариант 11.
11.1. Какие из перечисленных процессов сопровождают явления переноса в замкнутой системе? Почему?
нарушением распределения молекул по энергиям (распределение Максвелла)
столкновениями молекул
уменьшением внутренней энергии
выравниванием параметров состояния
11. 2. Средняя длина свободного пробега атомов гелия при нормальных условиях равна λ = 180 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 и теплопроводности, если первоначально газ находился при нормальных условиях?
11.4. 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.
11.5. Водород при нормальных условиях имел объем V1 = 100 м3. Найти приращение внутренней энергии газа при его адиабатическом расширении до объема V2 = 150 м3.
Вариант 12.
12.1. Получите зависимость коэффициента теплопроводности идеального газа от давления в области нормального давления. Какой из приведенных графиков соответствует полученной зависимости?
Определить коэффициент диффузии азота при давлении
Р = 100 Па и температуре Т = 300 К.
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. Пользуясь данными о критических величинах Тк и Рк для О2 найти постоянные a и b, входящие в уравнение Ван-дер-Ваальса.
Для молекулярного кислорода: t крит = -118.4 ˚С ; p крит = 5.07 МПа.
12.5. В цилиндре под поршнем находится водород при температуре Т1 = 300 К. Водород расширился адиабатически, увеличив свой объем в пять раз. Найти конечную температуру Т2.
Вариант 13.
13.1. От каких из указанных величин зависит отношение коэффициента
теплопроводности к коэффициенту вязкости для идеального газа? Выбор обоснуйте.
1. Температура 2. Давление
3. Число степеней свободы 4. Объем сосуда.
Определить отношение коэффициента диффузии водорода к коэффициенту диффузии кислорода, если оба газа находятся при одинаковых условиях.
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?
13.4. В сосуде объемом 0,3 л при температуре Т= 300 К находится 1 моль углекислого газаСО2.
Определить отношение давлений Р1/Р2, считая газ идеальным (Р1) и реальным (Р2).
13.5. 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.
Вариант 14.
14.1. Укажите номера правильных утверждений о диффузии в газах. Обоснуйте выбор.
В процессе диффузии поток молекул направлен в сторону уменьшения концентрации молекул.
Диффузия сопровождается направленным переносом массы вещества.
При диффузии перенос массы происходит против градиента плотности вещества.
Диффузионный поток молекул сонаправлен с градиентом концентрации.
Найти среднюю длину свободного пробега молекул азота при Т = 300К и Р = 100 кПа, если его коэффициент вязкости = 17,2 мкПа с.
Коэффициенты вязкости и теплопроводности некоторого газа массой m = 0,1 кг при определенных условиях 1 = 910-6 Па с, 1 = 90 мкВт/мК. Какое количество теплоты получил газ в изохорном нагревании, если его температура увеличилась на 20 К?
Критическая температура аргона Тк = 151 К , критическое давление Рк = 4,86 МПа. Определите критический молярный объем Vмол..
При адиабатическом сжатии кислорода 20 г его внутренняя энергия увеличилась на 8 кДж и температура повысилась до Т2 = 900 К. Найдите степень сжатия V1/V2.
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)? Выбор обоснуйте.
1. D V·P 2. D P 3. D 1/P 4. D не зависит от P
При некоторых условиях коэффициент вязкости воздуха = 17,2 мкПас. Найдите коэффициент теплопроводности воздуха при тех же условиях.
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 мкПас.
15.4. Определите плотность водяных паров в критическом состоянии.
Для водяных паров : t крит = 374.15˚С ; p крит = 22.129 МПа.
15.5. 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.
Вариант 16.
16.1. Укажите номер ошибочного утверждения. Выбор обоснуйте.
Процессы, связанные с явлением переноса, протекают необратимо.
Явления переноса сопровождаются направленным переносом массы импульса или энергии.
Явления переноса могут протекать в отсутствии внешних воздействий.
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.
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?
16.4. Пользуясь данными о критических величинах Тк и Рк для азота (N2 ) найти постоянные a и b, входящие в уравнение Ван-дер-Ваальса.
16.5. 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.
Вариант 17.
17.1. Какие из приведенных утверждений о диффузии газов являются верными? Почему?
Диффузия сопровождается направленным переносом массы вещества.
Диффузионный поток вещества тем больше, чем выше градиент концентрации молекул.
Направление диффузионного потока молекул совпадает с направлением градиента концентрации молекул.
Диффузионный поток молекул направлен противоположно градиенту их концентрации.
Определить зависимость коэффициента теплопроводности от температуры в изобарном процессе и построить график этой зависимости.
Определить отношения коэффициентов диффузии и вязкости в конечном и начальном состояниях (D2/D1, |2/1) при изотермическом увеличении объема идеального газа в 2 раза.
Найти плотность гелия в критическом состоянии, считая известными значения критической температуры Тк и критического давления Рк.
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 = 1,4 .
Вариант 18.
18.1. Укажите номера правильных утверждений о коэффициенте вязкости. Обоснуйте выбор.
1. Зависит от молярной массы газа.
2. Зависит от размера молекул газа.
Зависит от скорости направленного движения молекул газа.
Не зависит отразмеров сосуда, в котором находится газ.
Найти зависимость коэффициента теплопроводности идеального газа от давления в изотермическом процессе и построить график этой зависимости.
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?
18.4. 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?
18.5. 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.
Вариант 19.
19.1. Укажите номера правильных утверждений относительно среднего числа соударений молекул газа в единицу времени. Обоснуйте выбор.
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. Определить внутреннюю энергию одного моля азота при критической температуре и объеме 0,3 л.
19.5. При адиабатическом сжатии газа его объем уменьшился в 10 раз, а давление увеличилось в 21,4 раза. Определите значение коэффициента Пуассона в этом процессе.
Вариант 20.
20.1. Какое из приведенных утверждений относительно диффузии в газах ошибочно? Почему?
Процесс диффузии сопровождается переносом массы вещества.
Направление переноса массы совпадает с направлением градиента концентрации молекул.
Процесс диффузии необратим.
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. Внутренняя энергия одного моля азота составляет 2,55 кДж при критической температуре 126 К. Определить объем газа.
20.5. 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.
Вариант 21.
21.1. Получите зависимость коэффициента диффузии D идеального газа от давления в области нормального давления. Какой из приведенных графиков соответствует полученной зависимости?
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 = 8,610-6 Пас и коэффициент теплопроводности 1= 9010-3 мВт/мК. Какое количество теплоты надо сообщить газу для его изохорного нагревания на 19 К?
21.4. Какое из приведенных утверждений относится только к реальному газу? Почему?
Газы состоят из атомов и молекул.
Атомы и молекулы хаотически движутся.
Между атомами и молекулами действуют силы притяжения и отталкивания.
Атомы и молекулы взаимодействуют со стенками сосуда по законам абсолютно упругого удара.
21.5. 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. Построить график процессов в координатах (P V ).
Вариант 22.
22.1. Какие, из перечисленных, условий необходимы для возникновения явления переноса в газах? Почему?
Газ находится в состоянии термодинамического равновесия.
Молекулы газа хаотически движутся.
Между молекулами газа происходят столкновения.
Средняя длина свободного пробега молекул соизмерима с размерами сосуда.
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.
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.
22.4. 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.
22.5. Определите работу адиабатического расширения водорода массой 4 г, если температура газа понизилась на 10 К.
Вариант 23.
23.1. Какие из утверждений о теплопроводности в газах верны? Почему?
Происходит направленный перенос энергии из более нагретой части системы в менее нагретую.
Плотность потока энергии сонаправлена с вектором градиента температуры.
Перенос энергии происходит в сторону, противоположную градиенту температуры.
Градиент температуры создается внешним воздействием.
Рассчитать плотность потока тепла между оконными рамами при градиенте температуры 130 К/м и Т = 280 К. Диаметр молекул воздуха σ = 0,3 нм.
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.
23.4. Газ находится в критическом состоянии. Во сколько раз возрастет
давление газа, если его температура изохорически увеличится в два раза?
23.5. Азот массой 2 г, имевший температуру Т1 = 300 К, был адиабатически сжат так, что его объем уменьшился в 10 раз. Определите конечную температуру газа.
Вариант 24.
24.1. Какие, из перечисленных, условий необходимы для возникновения явлений переноса в газах? Почему?
Нарушение хаотичности движения молекул.
Наличие анизотропии физических свойств в пространстве хаотически движущих молекул
Наличие градиента концентрации, температуры или скорости направленного движения.
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 = 1,0610-4 м2/с.
24.3.Для некоторого газа при давлении Р1 =0,4 МПа и температуре Т1 = 300 К коэффициент диффузии D1 = 1,510-5 м2/с , а коэффициент теплопроводности = 50 мВт/мК. Какая была совершена работа, если в результате адиабатического расширения двух молей этого газа его объем увеличился в два раза?
24.4 Газ находится при критической температуре и занимает объем V = 3Vкр.
Давление газа меньше критического в 1,5 раза. Определить количество молей этого газа.
24.5. Азот массой 2 г, имевший температуру Т1 = 300 К, был адиабатически сжат так, что его объем уменьшился в 10 раз. Определите работу сжатия газа.
Вариант 25.
25.1. От каких из указанных величин зависит коэффициент теплопроводности идеального газа? Выбор обоснуйте.
1. Скорость хаотического движения молекул
2. Молярная масса газа
3. Температура
4. Давление
25.2. При нормальных условиях коэффициент диффузии некоторого газа D = 1,06104 м2/с, а коэффициент вязкости = 1910-6 Па с. Какой это газ?
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 мкПас, а коэффициент теплопроводности 1 = 90 мкВт/К?
25.4. Один моль углекислого газа занимает объем V = 0,3 л при t = 27 ˚С. Определить давление газа, рассматривая его как реальный.
25.5. Кислород, занимавший объем V1 = 1 л под давлением Р1 = 1,2 МПа, адиабатически расширился до объема V2 =10 л. Определите работу расширения газа.
ИНМТ Дополнительные главы физики
|
Скачать 179.54 Kb.