Задание 2.. Задание 2 Ответить на вопросы

• Название: Задание 2 Ответить на вопросы
• Дата: 30.10.2022
• Размер: 35.29 Kb.
• Имя файла: Задание 2..docx
• Тип: Документы; #762704

Задание 2

Ответить на вопросы

1. 
   Переход некоторой массы газа из состояния 1 в состояние 3 состоит из двух процессов – адиабатического и изотермического (рис. 1). Какому из указанных процессов соответствует процесс 2 – 3 на диаграмме P – V.
   

Рис. 1

Процесс 2 -- 3 является адиабатическим.

2. 
   В каком процессе тепло к системе подводится, температура системы не меняется?
   

Ответ:

Температура системы не изменяется в изотермических системах. При этом ΔT=0. Запишем первое начало термодинамики: Q = ΔU + A Но ΔU=0 (так как температура не изменяется), то подведенное тепло Q тратится на совершение системой работы А. 

3. 
   Может ли теплоемкость газа быть отрицательной?
   

Ответ:

Теплоёмкостью тела С называется количество теплоты Q, необходимое для повышения температуры тела на 1К. По определению С=Q/ΔТ. Очевидно, что теплоёмкость газа может быть отрицательной, если работа, совершаемая газом, больше подводимого к газу тепла. В ходе такого процесса газ будет охлаждаться.

4. 
   Как с помощью молекулярно-кинетической теории объяснить тот факт, что жидкость имеет определенный объем?
   

Ответ:

Одним из характерных свойств жидкости является то, что она имеет определённый объём. Жидкость чрезвычайно трудно сжать механически, поскольку, в отличие от газа, между молекулами очень мало свободного пространства. Давление, производимое на жидкость, заключённую в сосуд, передаётся без изменения в каждую точку объёма этой жидкости 

5. 
   Как зависит средняя длина свободного пробега молекул газа от давления при постоянной температуре?
   

Ответ:

В действительности все молекулы движутся, вследствие чего число соударений определяется средней скоростью движения молекул по отношению друг к другу, а не средней скоростью   молекул относительно стенок сосуда:

(1)

Поэтому среднее число соударений должно быть увеличено в   раз:

                                                                                       (2)  

Из соотношений (1) и (2) получим для средней длины свободного пробега следующую формулу:

                                                                                         (3)

Из уравнения состояния идеального газа



следует, что концентрация молекул газа равна



Тогда формулу (3) можно записать

                                                              (4)

где k – постоянная Больцмана, Т – термодинамическая температура, Р – давление, d – эффективный диаметр молекул газа. Из формулы (4) видно, что при постоянной температуре с увеличением давления Р средняя длина свободного пробега молекул газа уменьшается.

6. 
   Что такое эффективный диаметр молекул. Чем оно определяется?
   

Ответ:

Эффективный диаметр молекулы — минимальное расстояние, на которое сближаются центры двух молекул при столкновении.

Эффективный диаметр молекулы определяется ее размерами и углом между направлением ее движения и осью вращения. При наложении магнитного поля на парамагнитный газ его молекулы стремятся ориентироваться своими магнитными моментами по направлению поля; при этом возникает прецессия.

7. 
   Что означает выражение «внутренняя энергия системы является однозначной функцией ее состояния»?
   

Ответ:

Это означает, что изменение внутренней энергии при переходе из одного состояния в другое не зависит от пути перехода.

8. 
   Для некоторой массы газа m получена зависимость давления от абсолютной температуры (рис. 2). Сжимался или расширялся газ во время нагревания?
   

Рис. 2

Ответ:

Основной газовый закон PV=νRT  перепишем в виде V=νRTP
Из анализа графика следует, что отношение температуры к давлению остается постоянным. Имеем дело с изохорическим процессом, объем газа остаётся постоянным.