РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ И ЖИДКОСТИ. А. Реальные газы

А. Реальные газы

1.2.Что называется реальным газом?

2.2. Определить давление ван-дер-ваальсовского кислорода при температуре -100 °С, если молярный объем равен 1 л.

Ответ: 14,86×10⁵ Па.

3.2. Найти, во сколько раз давление газа больше его критического давления, если известно, что его объем и температура вдвое больше критических значений этих величин.

Ответ:

Б. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа. Явления ка­пиллярности и смачивания. Испарение и кипение жидкостей

1.2.Когда возникает жидкое состояние вещества?

2.2. Каким диаметром должен обладать мыльный пузырь, чтобы дополнительное давление на его поверхности было равно 200 Па.

Ответ: 1,6 мм.

3.2. В запаянной трубке объемом V = 0,4 л находится водяной пар при давлении Р₁ = 8 кПа и температуре t₁ = 150 °С. Какая масса воды сконденсируется на стенках трубки при охлаждении ее до температуры t₂ = 22 °С? Давление насыщенного пара воды при t₂ = 22 °С P₂ = 2,5 кПа.

Указание. Воспользоваться уравнением Менделеева – Клапейрона

Ответ: Dm = 8,9 мг.

Вариант № 3.

ДАВЛЕНИЕ ГАЗА. ТЕМПЕРАТУРА И СРЕДНЯЯ ЭНЕРГИЯ

ТЕПЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ.

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

1.3. Запишите уравнение состояния идеального газа.

2.3.Определить давление, при котором 1 см³ газа содержит 2,4×10²⁶ молекул. Температура газа равна 0 °С.

Ответ: 1,1 МПа.

3.3. Масса легкой молекулы неорганического вещества m = 3,6×10^-24 кг. Найти полную среднюю кинетическую энергию теплового движения такой молекулы, взвешенной в воздухе при температуре 27 °С.

Ответ: 1,26×10^-20 Дж.

4.3.В сосуде находится смесь m₁ = 7,0 г азота и m₂ = 11 г углекислого газа при температуре Т = 290 К и давлении Р₀ = 1×10⁵ Па. Найти плотность этой смеси.

Ответ: 1,5 кг/м³.

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСВЕЛЛА И БОЛЬЦМАНА

1.3. Во внешнем гравитационном поле имеются два слоя молекул толщиной dz и dz¢ c координатами, соответственно, z и z¢, записать для этой ситуации закон сохранения энергии.

2.3. Найти отношение h средних арифметических скоростей молекул водорода и азота при Т = const для обоих газов.

Ответ: h = 3,7.

3.3. Наиболее вероятные скорости молекул смеси водорода и гелия отличаются друг от друга на Dv = 20 м/с. Какова при этом «температура» газов. Проанализировать ответ.

Ответ: 5,4 К.

4.3. Какая часть молекул азота при 150 °С обладает скоростями от 310 до 315 м/с?

Ответ: 2,6 %.

ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА

1.3.Объясните почему длина свободного пробега l много меньше диаметра молекулы.

2.3. При помощи ионизационного манометра, установленного на искусственном спутнике Земли, было обнаружено, что на высоте h = 300 м от поверхности Земли концентрация частиц газа в атмосфере n = 10¹⁵ м^-3. Найти среднюю длину свободного пробега l частиц газа на этой высоте. Эффективный диаметр частиц газа d = 0,2×10^-9 м.

Ответ: l = 5,6×10³ м.

3.3. При каком давлении р отношение вязкости некоторого газа к коэффициенту его диффузии h/D = 0,3 кг/м³, а средняя квадратичная скорость его молекул v_ср = 632 м/с.

Ответ: р = 39,9 кПа.