84.
Кислород (ν = 10 моль) находится в сосуде объемом V = 5 л. Определите:
1) внутреннее давление газа; 2) собственный объем молекул. Поправки a и b
принять равными соответственно 0,136 Н * м4/моль2 и 3,17 * 10-5 м3/моль.
85. Углекислый газ массой 6,6 кг при давлении 0,1 МПа занимает объем 3,75 м3. Определите температуру газа, если 1) газ реальный; 2) газ идеальный. Поправки a и b равны 0,361 Н * м4/моль2 и 4,28 * 10-5 м3/моль.
86. Углекислый газ массой 2,2 кг находится при температуре 290 К в
сосуде вместимостью 30 л. Определите давление газа, если: 1) газ
реальный; 2) газ идеальный. Поправки a и b примите равными соответственно 0,361 Н * м4/моль2 и 4,28 * 10-5 м3/моль.
87. Плотность азота ρ = 140 кг/м3, его давление p = 10
МПа. Определите температуру газа, если: 1) газ реальный; 2) газ
идеальный. Поправки a и b примите равными соответственно 0,135 Н * м4/моль2 и 3,86 * 10-5 м3/моль.
88. Анализируя уравнение состояния реальных газов, определите
величины поправок a и b для азота. Критические давление и температура
азота соответственно равны 3,39 МПа и 126 К.
89. Кислород массой 100 г расширяется от объема 5 л до объема 10 л.
Найти работу межмолекулярных сил притяжения при этом расширении.
Поправку a примите равной 0,136 Н * м4/моль2.
90. Некоторый газ (ν = 0,25 кмоль) занимает объем V1 = 1 м3. При расширении газа до объема V2 = 1,2 м3 была совершена работа против сил межмолекулярного притяжения, равная 1,42 кДж. Определите поправку а, входящую в уравнение Ван-дер-Ваальса.
91. Азот (ν = 3 моль) расширяется в вакуум, в результате чего объем газа увеличивается от V1 = 1 л до V2 = 5 л. Какое количество теплоты Q необходимо сообщить газу, чтобы его температура осталась неизменной? Поправку a примите равной 0,135 Н * м4/моль2.
92. Углекислый газ массой 88 г занимает при температуре 290 К объем 1000 см3. Определите внутреннюю энергию газа, если 1) газ идеальный; 2) газ реальный. Поправку a принять равной 0,361 Н * м4/моль2.
93. Кислород (ν = 2 моль) занимает объем V1=1л. Определите изменение температуры кислорода, если он адиабатически расширяется в вакуум до объема V2=10 л. Поправку a примите равной 0,136 Н * м4/моль2.
94. Азот (ν = 2 моль) адиабатически расширяется в вакуум. Температура
газа при этом уменьшается на 1 К. Определите работу, совершаемую газом
против межмолекулярных сил притяжения.
95. Кислород (ν = 1 моль, реальный газ), занимавший при Т1 = 400 К объем V1=1л, расширяется изотермически до V2 = 2V1. Найдите: 1) работу при расширении; 2) изменение внутренней энергии газа. Поправки а и b считать равными 0,136 Н * м4/моль2 и 0,0000317 м3/моль.
96. Покажите, что эффект Джоуля-Томсона будет всегда отрицательным,
если дросселируется газ, для которого силами притяжения молекул можно
пренебречь.
97. Покажите, что эффект Джоуля-Томсона будет всегда положительным,
если дросселируется газ, для которого можно пренеб собственным объемом
молекул.
98. При определении силы поверхностного натяжения капельным методом
число капель глицерина, вытекающего из капилляра, составляет n = 50.
Общая масса глицерина m = 1 г, а диаметр шейки капли в момент отрыва d =
1 мм. Определите поверхностное натяжение σ глицерина.
99. Определите радиус R капли спирта, вытекающей из узкой вертикальной трубки радиусом r = 1 мм. Считайте, что в момент отрыва капля сферическая. Поверхностное натяжение спирта σ = 22 мН/м, а его плотность ρ = 0,8 г/см3.
100. Считая процесс образования мыльного пузыря изотермическим,
определите работу А, которую надо совершить, чтобы увеличить его размер с
d1 = 6 мм до d2 = 60 мм. Поверхностное натяжение мыльного раствора считать равным 40 мН/м.
101. Две капли воды радиусом 1 мм каждая слились в одну большую
каплю. Считая процесс изотермическим, определить уменьшение
поверхностной энергии при этом слиянии, если поверхностное натяжением
воды σ = 73 мН/м.
102. Давление воздуха внутри мыльного пузыря на Δp = 200 Па больше
атмосферного. Определить диаметр d пузыря. Поверхностное натяжение
мыльного раствора σ = 40 мН/м.
103. Воздушный пузырек диаметром d=0,02 мм находится на глубине h =
25 см под поверхностью воды. Определите давление воздуха в этом
пузырьке. Атмосферное давление примите нормальным. Поверхностное
натяжение воды σ = 73 мН/м, а ее плотность ρ = 1 г/см3.
104. Ртуть массой 3 г помещена между двумя параллельными стеклянными
пластинками. Определите силу, которую необходимо приложить, чтобы
расплющить каплю до толщины d = 0,1 мм. Ртуть стекло не смачи. Плотность ртути ρ = 13,6 г/см3, а ее поверхностное натяжение σ = 0,5 Н/м.
105. Вертикальный стеклянный капилляр погружен в воду. Определите
радиус кривизны мениска, если высота столба воды в трубке h = 20 мм.
Плотность воды ρ = 1 г/см3, поверхностное натяжение σ = 73 мН/м.
106. Капилляр, внутренний радиус которого 0,5 мм, опущен в жидкость.
Определить массу жидкости, поднявшейся в капилляре, если ее
поверхностное натяжение равно 60 мН/м.
107. В стеклянном капилляре диаметром d = 100 мкм вода поднимается на
высоту h = 30см. Определить поверхностное натяжение воды, если ее
плотность ρ = 1 г/см3.
108. Широкое колено U-образного манометра имеет диаметр d1 = 2 мм, узкое – d2
= 1 мм. Определить разность Δh уровней ртути в обоих коленах, если
поверхностное натяжение ртути σ = 0,5 Н/м, плотность ртути ρ = 13,6 г/см3, а краевой угол θ = 138 градусов.
109. Изобразите элементарную ячейку ионной кубической
объемно-центрированной решетки хлористого цезия (CsCl) и определите соот
этой решетке координационное число.
110. Изобразите элементарную ячейку ионной кубической решетки
поваренной соли (NaCl) и определите соответствующее этой ре
координационное число.
111. Определите наименьшее расстояние между центрами ионов натрия и
хлора в кристаллах NaCl (две одинаковые гранецентрированные кубические
решетки, вложенные одна в другую). Плотность поваренной соли ρ = 2,2
г/см3
112. Используя закон Дюлонга и Пти, определите удельную теплоемкость: 1) натрия; 2) алюминия.
113. Пользуясь законом Дюлонга и Пти, определите, во сколько раз
удельная теплоемкость железа больше удельной теплоемкости золота.
114. Для нагревания металлического шарика массой 10 г от 20 С до 50° С
затратили количество теплоты, равное 62,8 Дж. Пользуясь законом Дюлонга
и Пти, определите материал шарика.
115. Изменение энтропии при плавлении 1 моль льда составило 25 Дж/К.
Определить, насколько изменится температура плавления льда при
увеличении внешнего давления на 1 МПа? Плотность льда ρ1 = 0,9 г/см3, плотность воды ρ2 = 1 г/см3.
|