III.1.4 ФИЗИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА

1. Что понимают под такими физическими величинами как:

§ средняя длина свободного пробега;

§ среднее число соударений;

§ среднее время свободного пробега?

2. Что такое эффективный диаметр молекулы, эффективное сечение? Свяжите физические величины, указанные в вопросе 1 с эффективным диаметром молекул.

3. Найти, как зависят от давления средняя длина свободного пробега l, и число z столкновений в 1 сек молекул идеального газа, если масса газа постоянна и газ совершает процесс:

§ изохорный;

§ изобарный;

§ адиабатный.

Эффективный диаметр молекул считать постоянным.

4. Рассчитать, во сколько раз изменится число ударов, которые испытывает 1 см2 стенки сосуда за 1 сек при двукратном увеличении объема сосуда, если он заполнен двухатомным газом в случаях расширения:

§ изобарического;

§ изотермического;

§ адиабатического.

5. Как изменяются средняя квадратичная скорость молекул, средняя длина свободного пробега и число соударений молекулы в секунду в зависимости от абсолютной температуры:

§ при изохорическом процессе;

§ при изобарическом?

6. В сферическом сосуде объемом 2 дм3 находится водород. При какой плотности водорода молекулы не будут сталкиваться друг с другом?

7. Как изменится число ударов молекул двухатомного газа в 1 см2 стенки сосуда за 1 сек, если объем адиабатически увеличить в 2 раза?

8. Как изменяется в зависимости от давления средняя квадратичная скорость молекул, средняя длина свободного пробега и число соударений молекулы в секунду:

§ при изотермическом процессе;

§ при адиабатическом?

9. В межзвездном пространстве содержится 1 молекула в объеме 15 см3. Какова средняя длина свободного пробега молекул, если предположить, что окружающие молекулы являются молекулами водорода?

10. Какова плотность разреженного кислорода, если средняя длина свободного пробега его молекул 1,0 см?

11. В сферическом сосуде диаметром 0,40 м находится азот при температуре 200 С. При каком давлении молекулы азота практически не будут сталкиваться друг с другом?

12. Сколько столкновений за 1,0с испытывают молекулы углекислого газа, находящегося при нормальных условиях?

13. Средняя длина свободного пробега молекул водорода при некотором давлении и температуре 210С равна 90 нм. В результате изотермического процесса давление газа увеличилось в 3 раза. Найти среднее число столкновений молекул водорода за 1 с в конце процесса.

14. Как изменится число ударов молекул одноатомного газа о стенку баллона площадью 1 м2 за 1 с, если давление газа увеличится в 4 раза, в случае изотермического и изохорного процессов?

15. Средняя длина свободного пробега молекул воздуха при нормальном давлении 62,1 нм. Определить среднюю длину свободного пробега молекул воздуха при сверхвысоком вакууме (1,33 нПа). Температуру считать одной и той же.

16. Средняя длина свободного пробега молекул гелия при нормальных условиях 230 нм. Найти среднюю продолжительность свободного пробега молекул гелия при давлении 1,0 мПа и температуре 170 С.

 

ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА

17. Какие явления называются явлениями переноса? Каким законам подчиняются явления этой группы? Представьте эти законы в математической форме.

18. Дайте определение коэффициентов:

§ вязкости;

§ теплопроводности;

§ диффузии.

В чем они измеряются в системе СИ?

19.Покажите, что коэффициент η теплопроводности и коэффициент внутреннего трения ρ связаны соотношением η = Сv ρ.

20.Как вы понимаете механизм теплопроводности, диффузии и внутреннего трения в газах?

21.Коэффициент вязкости η углекислого газа (СО2) при нормальных условиях равен 1,40·105 (кг/м с). Вычислить длину свободного пробега l молекул СО2 и коэффициент диффузии D при нормальных условиях.

22.Давление двухатомного газа вследствие сжатия увеличивается в 10 раз. Определить, как изменяется средняя длина свободного пробега молекул l в газе и коэффициент вязкости газа η. Рассмотреть случаи, когда сжатие происходит:

§ изотермически;

§ адиабатически.

Эффективный диаметр молекул считать постоянным.

23. Найти коэффициент теплопроводности кислорода, если его коэффициент вязкости равен 1,92·10-5 кг/(м·с).

24. Ветер дует над поверхностью воды со скоростью 10 м/с. Считая, что толщина слоя воздуха, задерживаемого водой, равна 1 см, найти силу, действующую со стороны ветра на 1 м2 поверхности воды.

25. Для определения вязкости воды измеряли количество воды, вытекающей через капилляр длиной 10см и диаметром 1 мм под действием разности давлений, созданной столбом воды высотой 50 см. За 1 мин вытекло 70 см2 воды. Найти вязкость воды.

26. При измерении эффективного диаметра по методу Стокса оказалось, что диаметр капельки масла 6,1·10-2 мм, скорость ее падения в азоте при нормальном давлении и температуре 200С равна 1 мм/с, плотность масла 0,8·103 кг/м3. Определить эффективный диаметр молекулы азота.

27. Во сколько раз изменится коэффициент диффузии двухатомного газа при уменьшении давления в 2 раза в результате изотермического расширения?

28. При какой температуре динамическая вязкость азота равна динамической вязкости водорода при температуре 190С?

29. Коэффициент диффузии кислорода при нормальных условиях равен 14,1 мм2/с. Определить, каким будет коэффициент диффузии при температуре 500С, если нагревание газа происходит при постоянном объеме.

30. Для гелия динамическая вязкость при температуре 00 С равна

16,3 мкПа·с. Определить диаметр молекулы гелия.

31. Определить теплопроводность хлора, если известно, что динамическая вязкость для него при этих условиях равна 12,9 мкПа·с.

32. Теплопроводность трехатомного газа с жесткими (объемными) молекулами равна 1,45 с·Вт/(м·К), а коэффициент диффузии при тех же условиях 10 мкм2/с. Определить число молекул в газе объемом 1,0 м3 при этих условиях.

33. Кислород и углекислый газ находятся при одинаковых температуре и давлении. Эффективные диаметры молекул этих газов соответственно равны 0,35 нм и 0,40 нм. Найти для этих газов отношения: а) коэффициентов диффузии; б) коэффициентов внутреннего трения.






Дата добавления: 2016-09-06; просмотров: 3647; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.025 сек.