Астрофизический портал | |
|
30. Молекулярная физика: задачи по физике с ответами без решений
30.1. Кристаллическая ячейка железа представляет собой куб, в вершинах которого находится по одному атому, и еще один атом в центре куба. Сколько атомов приходится на одну ячейку и каково минимальное расстояние между атомами? Молярная масса железа М = 55,9 г/моль; плотность железа ρ = 7,87 г/см3. [2 атома на ячейку]
30.2. Кристаллическая решетка алюминия представляет собой куб, в вершинах которого находится по одному атому, и еще один атом в центре каждой грани куба. Сколько атомов приходится на одну ячейку и каково минимальное расстояние между атомами? Молярная масса и плотность алюминия: М = 27 г/моль и ρ = 2,7 г/см3. [ ≅ 2.5×10−10 м ]
30.3. Оценить количество молекул воздуха в атмосфере Земли. [ ≅ 1044 ]
30.4. При взрыве атомной бомбы, содержащей 1 кг плутония получается одна радиоактивная частица на каждый атом плутония. Предполагая, что ветры равномерно разносят продукты взрыва по всей атмосфере, определите сколько радиоактивных частиц будет содержатся в 1 дм3 воздуха у поверхности Земли? Молярная масса плутония 244 г/моль. [700]
30.5. Средняя плотность межзвездного газа – одна частица на 1 см3. Какую массу воды необходимо испарить, чтобы заменить частицы межзвездного газа молекулами воды в сфере радиусом равным радиусу орбиты Луны R = 380 000 км? [7000 т]
30.6. Где больше атомов; в стакане воды или в стакане ртути? Молярная масса воды и ртути: 18 г/моль и 200,6 г/моль. [смотрите ответ в общем файле темы]
30.7. Сколько молекул содержится в 1 мм3 воздуха при давлении 10−10 Па при температуре 27° С? [24]
30.8. При 0° С молекулы кислорода имеют среднюю скорость 460 м/с. Какова средняя скорость молекул азота при этой же температуре? [490 м/с]
30.9. При 0°С средняя скорость молекул кислорода 460 м/с. Какова средняя скорость молекул водорода при 100 °С? [2190 м/с]
30.10. Как изменяется давление идеального газа при увеличении средней скорости его молекул на 20 %? [увеличивается на 44 %]
30.11. При повышении температуры идеального газа на ΔT1 = 150 K средняя скорость движения его молекул увеличилась с v1 = 400 м/с до v2 = 500 м/с. На сколько еще нужно нагреть этот газ, чтобы увеличить среднюю скорость его молекул до v3 = 600 м/с? [ ≅ 183 K]
30.12. Два одинаковых сосуда, содержащие одинаковое число молекул азота, соединены трубкой с краном. В первом сосуде средняя скорость движения молекул равна v1 = 400 м/с, а во втором — v2 = 500 м/с. Какова будет средняя скорость молекул, если кран открыть? Система изолирована. [ ≅ 453 м/с ]
30.13. Средняя скорость молекул газа равна 400 м/с. Какой объем занимает 1 кг газа при давлении 1атм? [ 0,54 м3 ]
30.14. Чему равна средняя энергия поступательного движения молекул азота, если 2 кг его в сосуде объемом 2 м3 оказывает давление 1,5×105 Па? [10,5×10−21 Дж]
30.15. Найдите среднюю скорость молекул газа, если имея массу 6 кг, он занимает объем 4,9 м3 при давлении 200 кПа. [700 м/с]
30.16. В пустой сосуд впустили N1 молекул газа с молярной массой M1 и N2 молекул газа с молярной массой M2. Найти молярную массу смеси. [смотрите ответ в общем файле темы]
30.17. Два сосуда, содержащие некоторые газы, соединены трубкой с краном. Давление в сосудах p1 и p2, а число молекул N1 и N2 соответственно. Каким будет давление, если кран открыть. Температура неизменна. [смотрите ответ в общем файле темы]
30.18. В сосуде находится идеальный газ. Давление газа — po. Каким стало бы давление газа на стенки сосуда, если бы половина падающих молекул начала бы прилипать к стенкам сосуда? [3po/4]
30.19. Стенки сосуда, в котором находится газ при температуре T, имеют температуру Tc. В каком случае давление газа на стенки сосуда будет больше: когда стенки теплее (Тc > Т) или когда холоднее (Тc < Т)? [смотрите ответ в общем файле темы]
30.20. В горизонтальной трубе имеются две тонкие перегородки, в которых имеются два одинаковых очень маленьких отверстия (меньше длины свободного пробега молекул). Слева от перегородок находится гелий при давлении p и температуре T, а справа тоже гелий при давлении p и температуре 2T (рис.). Найти установившееся давление и температуру между перегородками. [смотрите ответ в общем файле темы]
30.21. Сосуд разделен тонкой перегородкой на две части. В одной части смесь водорода и гелия при одинаковых парциальных давлениях, а в другой – вакуум. В перегородке на очень короткое время открывается очень маленькое отверстие. Определить отношение давления водорода к давлению гелия во второй части сосуда. [ √2 ]
30.22. Разреженный газ вытекает и сосуда через очень маленькое отверстие. При этом половина газа вытекает за время 10 с. За какое время вытечет половина газа, если все линейные размеры сосуда, включая размеры отверстия, увеличить в три раза? [30 c]
Далее: законы идеального газа. | Вернуться к списку разделов молекулярно-кинетической теории.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии