Форма-трафарет Садовая дорожка Заработок для студента Заказать диплом Cкачать контрольную Курсовые работы Репетиторы онлайн по любым предметам Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ Магазин студенческих работ Диссертации на заказ Заказать курсовую работу или скачать? Эссе на заказ Банк рефератов и курсовых Физические основы термодинамики Атомная физика Закон радиоактивного распада Идеальный 3х атомный газ Уравнение динамики поступательного движения тела Лекции и задачи по физике Примеры решения задач1. Молекулярно-кинетическая теория идеальных газовЗадача 1. Определить, сколько киломолей и молекул водорода содержится в объеме 50 м3 под давлением 767 мм рт. ст. при температуре 18°С. Какова плотность и удельный объем газа? Дано:V = 50 м3Ρ = 767 мм. рт. ст. @ 767·133 ПаТ = 291 К М = 2 кг/моль Решение:На основании уравнения Менделеева – Клайперона: устанавливаем число киломолей ν, содержащихся в заданном объеме V. Зная р — давление, V – объем, Т – температуру газа, R – молярную газовую постоянную ν – ?N – ?ρ – ? d – ? можно определить ν:Число молекул N, содержащихся в данном объеме, находим, используя число Авогадро NА (которое определяет какое количество молекул содержится в одном киломоле). Общее количество молекул, находящихся в массе m данного газа, может быть установлено, так как известно число молей ν.Подставляя в формулу число киломолей, устанавливаем число молекул, содержащихся в объеме V: .Плотность газа ρ = m/V определяем из уравнения Менделеева — Клайперона:Подставляя числовые значения в единицах СИ в формулу, определим плотность газа:Удельный объем газа d определяем из уравнения Менделеева — Клайперона:Ответ: 11,9 м3/кг.Задача 2. В сосуде объемом 2 м3 находится смесь 4 кг гелия и 2 кг водорода при температуре 27°С. Определить давление и молярную массу смеси газов. Дано:V = 2 м3m1= 4 кг М1= 4·10-3 кг/кмоль m2= 2 кгМ2= 2·10-3 кг/кмольТ1= 300 К Решение:Воспользуемся уравнением Менделеева — Клайперона, применив его к гелию и водороду: (1) (2)где р1 – парциальное давление гелия; m1 – масса гелия; р — ?М — ? М1 – его молярная масса; V – объем сосуда; Т – температура газа; R = 8,31 Дж/(моль·К) –молярная газовая постоянная; р2 – парциальное давление водорода; m2 – масса водорода; М2 – его молярная масса.По закону Дальтона: (3)Из уравнений (1) и (2) выразим р1 и р2 и подставим в уравнение (3): (4)С другой стороны, уравнение Менделеева — Клайперона для смеси газов имеет вид: (5)Сравнивая (4) и (5) найдем молярную массу смеси газов по формуле: , (6)где ν1 и ν2 – число молей гелия и водорода соответственно. Ответ: 3·10-3 кг/моль.Задача 3. При каком давлении средняя длина свободного пробега молекул водорода <λ> = 2,5 см при температуре 68°С? Диаметр молекул водорода принять равным d = 2,3·10 –10 м. Дано:<λ>= 2,5·10-2 м Т= 341 К d= 2,3·10-10 мNA = 6,02·1026 кмоль-1 Решение:Давление водорода при температуре Т можно найти по уравнению Менделеева- Клайперона, в котором удобно ввести число молекул n0 в 1 м3. р – ? Это проводится следующим образом:; ; ;где NA – число Авогадро и k – постоянная Больцмана. Следовательно, Так как , имеем .Число молекул в 1 м3 выразим через среднюю длину свободного пробега. Из формулы , находим Таким образом: Ответ: 0,8 Па. Молярные постоянные Ван-дер-Ваальса а и b для всех веществ измерены и занесены в соответствующие таблицы. Как видно из рис.4, ниже некоторой (критической) температуры Тк изотермы дают S-образный участок кривой АВСД, который в опытах с реальными газами не наблюдается. Вместо него между точками А и Д сосуществуют две фазы – жидкая и газообразная. Здесь газ частично конденсируется в жидкость так, что при изменении объема давление все время остается постоянным между точками А и Д, изменяется лишь доля молекул газа, находящегося в состоянии насыщенного пара, а изотерма представляет собой горизонтальную прямую. При температурах, заметно превышающих критическую, изотермы Ван-дер-Ваальса не отличаются существенно от гиперболических изотерм идеального газа. Точка К на критической изотерме представляет собой точку перегиба кривой. Как известно из математики, в точке перегиба не только первая, но и вторая производная обращается в ноль. Это позволяет в данной точке связать с постоянными Ван-дер-Ваальса значения давления Рк, объема Vк и температуры Тк, которые получили название критических. Они определяются из уравнений Деление второго уравнения на третье дает VK = 3b, (8.2) а подстановка VK во второе уравнение дает ТК = 8а/27Rb, (8.3) и подстановка VK и ТК в третье уравнение дает PK = a/27b2. (8.4) Знание координат критической точки (VK, PK, ТК), приобретенное опытным путем, позволяет выразить через них газовую постоянную R и обе константы Ван-дер-Ваальса по формулам R = 8PKVK/3 ТК, b = VK/3, a = 3PKVK2 (8.5) Фазовые переходы, их теплота и температура. Мерой инертности твердого тела