Элементы квантовой статистики.

Распределение свободных электронов в металле по энергиям при О К

dn(e)= ,

где dn(e) - концентрация электронов, энергия которых заключена в пределах от -e до e+de ;

m - масса электрона.

Это выражение справедливо при e<eF (где eF - энергия или уровень Ферми).

Энергия Ферми в металле при Т = 0 К

eF=

где n - концентрация электронов в металле.

2.6.6Полупроводники.

Удельная проводимость собственных полупроводников

g=g0exp(-DE/2kT),

где DE - ширина запрещенной зоны;

g0 - константа.

Сила тока в р-n -переходе

,

где I0 - предельное значение силы обратного тока;

U - внешнее напряжение, приложенное к р-n -переходу.

2.6.7Контактные и термоэлектрические явления.

Внутренняя контактная разность потенциалов

U12= ,

где eF1 и eF2 - энергия Ферми соответственно для первого и второго металлов;

e - заряд электрона.


Контрольная работа №1

101 Зависимость пройденного телом пути S от времени t дается уравнением S = At – Вt2 + Сt4, где А = 2 м/с, В = 3 м/с2 и С = 4 м/с4. Найти: а) зависимость скорости V и ускорения а от времени t; б) расстояние S, пройденного телом, скорость V и ускорение а тела через время t = 2 с после начала движения.

102 Зависимость пройденного телом пути S от времени t дается уравнением S = А+Вt +Сt2+ Dt3, где С = 0,14 м/с2 и D = 0,01 м/c3. Через какое время t после начала движения тело будет иметь ускорение = 1 м/с2?

103 Зависимость координаты тела от времени дается уравнением х=6-3t+2t2 (м). Найти: 1) зависимость скорости V от времени t; 2) расстояние, пройденное телом, скорость и ускорение через 2 с после начала движения.

104 Точка движется прямолинейно на плоскости по закону x = 4(t - 2)2м. Каковы начальная скорость и ускорение точки? Найти мгновенную скорость точки в начале пятой секунды движения.

105 Зависимость координаты некоторого тела от времени выражается уравнением у = 10 + 4t - t2 (м). Каковы начальное положение тела, начальная скорость и ускорение? Через какое время тело остановится?

106 Поезд движется со скоростью Vo= 36 км/ч. Если выключить ток, то поезд, двигаясь равнозамедленно, останавливается через время t = 20 с. Каково ускорение поезда? На каком расстоянии S до остановки надо выключить ток?

107 Поезд, двигаясь равнозамедленно, в течение времени t = 1 мин уменьшает свою скорость от V1= 40 км/ч до V2= 26 км/ч. Найти ускорение поезда и расстояние S, пройденное им за время торможения.

108 Поезд движется равнозамедленно, имея начальную скорость V0 = 54км/ч и ускорение = - 0,5 м/с2. Через какое время t и на каком расстоянии S от начала торможения поезд остановится?

109 Свободно падающее тело в момент удара о землю достигло скорости 39,2 м/с. С какой высоты тело упало? Сколько времени оно падало?

110 Тело свободно падает с высоты 1960 м. За какое время оно пройдет последние 100 м своего пути?

111 Камень брошен горизонтально со скоростью Vx = 15 м/с. Найти нормальное n и тангенциальное ускорения камня через время t =1с после начала движения.

112 Камень брошен горизонтально со скоростью Vx = 10 м/с. Найти радиус кривизны R траектории камня через время t = 3 с после начала движения.


113 Тело брошено со скоростью = 10 м/с под углом a = 45° к горизонту. Найти радиус кривизны R траектории тела через время t = 1 с после начала движения.

114 Найти радиус R вращающегося колеса, если известно, что линейная скорость V1 точки, лежащей на ободе, в 2,5 раза больше линейной скорости V2 точки, лежащей на расстоянии r = 5 см ближе к оси колеса.

115 Колесо, вращаясь равноускоренно, достигло угловой скорости w=20 рад/с через N=10 об. после начала вращения. Найти угловое ускорение e колеса.

116 Колесо, вращаясь равноускоренно, через время t = 1 мин после начала вращения приобретает частоту n = 720 об/мин. Найти угловое ускорение e колеса и число оборотов N колеса за это время.

117 Колесо, вращаясь равнозамедленно, за время t = 1 мин уменьшило свою частоту с n1 = 300 об/мин до n2 = 180 об/мин. Найти угловое ускорение e колеса и число оборотов N колеса за это время.

118 Точка движется по окружности радиусом R = 10 см с постоянным тангенциальным ускорением . Найти тангенциальное ускорение точки, если известно, что к концу пятого оборота после начала движения линейная скорость точки V = 79,2 см/с.

119 Колесо радиусом R = 10 cм вращается с угловым ускорением e = 3,14 рад/с2. Найти для точек на ободе колеса к концу первой секунды после начала движения: а) угловую скорость w ; б) линейную скорость V; в) тангенциальное ускорение ; г) нормальное ускорение n; д) полное ускорение ; е) угол a, составляемый вектором полного ускорения с радиусом колеса.

120 По окружности радиусом 20 см движется материальная точка. Уравнение ее движения S = 2t2 + t. Чему равны тангенциальное, нормальное и полное ускорения точки в момент времени, равный 10 с?

121 Какую силу F надо приложить к вагону, стоящему на рельсах, чтобы вагон стал двигаться равноускоренно и за время t = 30 с прошел путь S = 11м? Масса вагона m = 16 т. Во время движения на вагон действует сила трения Fтр, равная 0,05 действующей на него силы тяжести.

122 Поезд массой m =500 т после прекращения тяги паровоза под действием силы трения Fтр = 98 кН останавливается через время t = 1 мин. C какой скоростью Vo шел поезд?

123 Тело массой m = 0,5 кг движется прямолинейно, причем зависимость пройденного телом пути S от времени t дается уравнением S=A–Bt+Ct2Dt3, где C = 5 м/с2 и D = 1 м/с3 . Найти силу F, действующую на тело в конце первой секунды движения.

124 Под действием силы F = 10 Н тело движется прямолинейно так, что зависимость пройденного телом пути S от времени t дается уравнением s = ABt + Ct2 , где С = 1 м/с2 . Найти массу m тела.

125 Две гири с массами m1 = 2 кг и m2 = 1 кг соединены нитью и перекинуты через невесомый блок. Найти ускорение а, с которым движутся гири, и силу натяжения нити Т. Трением в блоке пренебречь.

126 Невесомый блок укреплен на конце стола (рисунок 2). Гири 1 и 2 одинаковой массы m1 = m2 = 1 кг соединены нитью и перекинуты через блок. Коэффициент трения гири 2 о стол k = 0,1. Найти ускорение а, с которым движутся гири, и силу натяжения нити Т. Трением в блоке пренебречь.

127 Две гири массами 1,9 и 0,9 кг соединены нерастяжимой гибкой нитью, перекинутой через неподвижный блок, вращающийся без трения. С каким ускорением будут двигаться грузы? Чему равна сила натяжения нити?

128 Космическая ракета летит на Луну. В какой точке прямой, соединяющей центры масс Луны и Земли, ракета будет притягиваться Землей и Луной с одинаковой силой?

129 Найти линейную скорость V движения Земли по круговой орбите.

130 С какой линейной скоростью V будет двигаться искусственный спутник Земли по круговой орбите: а) у поверхности Земли; б) на высоте h = 200 км и h = 7000 км от поверхности Земли? Найти период обращения Т спутника Земли при этих условиях.

131 Молекула, подлетевшая к стене под углом 60o, упруго ударяется о нее со скоростью 400 м/с и отлетает. Определить импульс силы, полученный стенкой. Масса молекулы 3×10-23 г.

132 Стальной шарик массой 10 г упал с высоты 1 м на стальную плиту и подскочил после удара на 0,8 м. Определить изменение импульса шарика.

133 Снаряд массой 2 кг, летящий со скоростью 300 м/с, попадает в мишень с песком массой 100 кг и застревает в ней. С какой скоростью и в каком направлении будет двигаться мишень после попадания снаряда в случаях: а) мишень неподвижна; б) мишень двигается в одном направлении со снарядом со скоростью 72 км/ч.

134 Из ружья массой m1 = 5 кг вылетает пуля массой m2 = 5г со скоростью V2 = 600 м/с. Найти скорость V1 отдачи ружья.

135 Тело массой m1 = 1 кг, движущееся горизонтально со скоростью V1 = 1 м/с, догоняет второе тело массой m2 = 0,5 кг и не упруго соударяется с ним. Какую скорость V получат тела, если: а) второе тело стояло неподвижно; б) второе тело двигалось со скоростью V2 = 0,5 м/с в том же направлении, что и первое тело; в) второе тело двигалось со скоростью V2 = 0,5 м/с в направлении, противоположном направлению движения первого тела.

136 Какую скорость получит неподвижная лодка, масса которой с грузом 200 кг, если находящийся в ней человек выстрелит в горизонтальном направлении? Масса пули 10 г, ее скорость 800 м/с.

137 Шарик массой m, летящий со скоростью V, ударяется о стенку под углом a к ней и отскакивает под тем же углом без потери скорости. Определите направление и модуль вектора изменения импульса шарика за время удара.

138 Из орудия в горизонтальном направлении вылетает снаряд со скоростью 500 м/с. Определите скорость орудия в начале отката и расстояние, на которое откатится орудие, если сила трения 4500 Н. масса орудия 1500 кг, масса снаряда 12 кг.

139 Конькобежец массой 70 кг, стоя на коньках на льду, бросает в горизонтальном направлении камень массой 3 кг со скоростью 8 м/с. Найдите, на какое расстояние откатится при этом конькобежец, если коэффициент трения коньков о лед 0,02.

140 Автомат выпускает пули с частотой n = 600 мин -1. Масса каждой пули m = 4 г, ее начальная скорость V = 500 м/с. Найти среднюю силу отдачи F при стрельбе.

141 При подъеме груза массой m = 2 кг на высоту h = 1м сила совершает работу А = 78,5 Дж. С каким ускорением a поднимается груз?

142 Самолет поднимается и на высоте h = 5 км достигает скорости V=360км/ч. Во сколько раз работа А1, совершаемая при подъеме против силы тяжести, больше работы A2 , идущей на увеличение скорости самолета?

143 Камень, пущенный по поверхности льда со скоростью V = 3 м/с, прошел до остановки расстояние S = 20,4 м. Найти коэффициент трения камня о лед.

144 Вагон массой m = 20 т, двигаясь равнозамедленно с начальной скоростью Vo = 54 км/ч, под действием силы трения Fтр = 6 кН через некоторое время останавливается. Найти работу А силы трения и расстояние S, которое вагон пройдет до остановки.

145 Найти работу А, которую надо совершить, чтобы увеличить скорость движения тела массой m = 1 т от V1 = 2 м/с до V2 = 6 м/с на пути S = 10м. На всем пути действует сила трения Fтр = 2 Н.

146 Лифт массой 1500 кг начинает подниматься с ускорением 1 м/с2. Вычислите работу двигателя лифта в течение первых 2 с подъема.

147 Вагонетку с рудой массой 300 кг поднимают равномерно по наклонной эстакаде длиной 20 м и высотой 5 м. Коэффициент трения 0,05. Вычислите работу силы тяжести и работу силы трения.

148 С башни высотой h = 25 м горизонтально брошен камень со скоростью V1 = 15 м/с. Найти кинетическую Wк и потенциальную Wп энергии камня через время t = 1 с после начала движения. Масса камня m = 0,2 кг.

149 Со скалы высотой 19,6 м в горизонтальном направлении бросили камень со скоростью 36 км/ч. Определить кинетическую и потенциальную энергии камня через 1,25 с полета после начала движения. Масса камня 100 г. Сопротивлением воздуха пренебречь.

150 Найти работу А, которую надо совершить, чтобы сжать пружину на = 20 см, если известно, что сила F пропорциональна сжатию и жесткость пружины k = 2,94 кН/м.

151 Тело массой 2 кг, двигавшееся со скоростью 10 м/с, сталкивается с неподвижным телом массой 3 кг. Считая удар центральным и неупругим, найти количество теплоты, выделившейся при ударе.

152 Из орудия массой m1 = 5 т вылетает снаряд массой m2 = 100 кг. Кинетическая энергия снаряда при вылете Wк2 = 7,5 МДж. Какую кинетическую энергию Wк1 получает орудие вследствие отдачи?

153 Тело массой m = 2 кг движется со скоростью V1 = 3 м/с и нагоняет тело массой m2 = 8 кг, движущееся со скоростью V2 = 1 м/с. Считая удар центральным, найти скорости u1 и u2 тел после удара, если удар: а) неупругий; б) упругий.

154 Тело массой m1 = 5 кг ударяется о неподвижное тело массой m2=2,5кг. Кинетическая энергия системы двух тел непосредственно после удара стала Wк = 5 Дж. Считая удар центральным и неупругим, найти кинетическую энергию Wк1 первого тела до удара.

155 Два тела движутся навстречу друг другу и соударяются не упруго. Скорости тел до удара были u1 = 2 м/с и u2 = 4 м/с. Общая скорость тел после удара u = 1 м/с и по направлению совпадает с направлением скорости u1 . Во сколько раз кинетическая энергия Wк1 первого тела была больше кинетической энергии Wк2 второго тела?

156 Стальной шарик массой m=20 г, падая с высоты h1= м на стальную плиту, отскакивает от нее на высоту h2=81 см. Найти импульс силы FDt, полученный плитой за время удара, и количество теплоты Q, выделившееся при ударе.

157 Нейтрон (масса m0) ударяется о неподвижное ядро атома углерода (m=12m0 ). Считая удар центральным и упругим, найти, во сколько раз уменьшится кинетическая энергия Wк нейтрона при ударе.

158 С какой скоростью V двигался вагон массой m = 20 т, если при ударе о стенку каждый буфер сжался на = 10 см? Жесткость пружины каждого буфера k = 1 MН/м.

159 Мальчик, стреляя из рогатки, натянул резиновый шнур так, что его длина стала больше на D = 10 см. С какой скоростью V полетел камень массой m = 20 г? Жесткость шнура k = 1 кН/м.

160 С какой начальной скоростью двигался вагон массой 20 т, если при ударе о стенку пружина буфера сжалась на 10 см? Жесткость пружины 9,8×105 Н/м.

161 Цилиндр массой 5 кг катится без скольжения с постоянной скоростью 14 м/с. 0пределить: 1) кинетическую энергию цилиндра; 2) через сколько времени цилиндр остановится, если сила трения равна 50 Н.

162 Момент силы, действующей на тело, 9,8 Н×м. Через 10 с после начала вращения тело достигло угловой скорости 4 с -1. Найти момент инерции тела.

163 Гирька массой m = 50 г, привязанная к нити длиной = 25 см, описывает в горизонтальной плоскости окружность. Частота вращения гирьки n=2об/с. Найти силу натяжения нити Т.

164 Диск вращается вокруг вертикальной оси с частотой n = 30 об/мин. На расстоянии r = 20 см от оси вращения на диске лежит тело. Каким должен быть коэффициент трения k между телом и диском, чтобы тело не скатилось с диска?

165 0днородный стержень длиной = 1 м и массой m = 0,5 кг вращается в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси, проходящей через середину стержня. С каким угловым ускорением e вращается стержень, если на него действует момент силы M = 98,1 мН×м?

166 Маховик, момент инерции которого I = 63,5 кг×м2 вращается с угловой скоростью w = 31,4 рад/с. Найти момент сил торможения М, под действием которого маховик останавливается через время t = 20 с. Маховик считать однородным диском.

167 Диск диаметром D = 60 см и массой m = 1 кг вращается вокруг оси, проходящей через центр перпендикулярно к его плоскости, с частотой n=20об/с. Какую работу А надо совершить, чтобы остановить диск?

168 Кинетическая энергия вала, вращающегося с частотой n = 5 об/с, Wк=60 Дж. Найти момент импульса L вала.

169 Медный шар радиусом R = 10 см вращается с частотой n = 2 об/с вокруг оси, проходящей через его центр. Какую работу А надо совершить, чтобы увеличить угловую скорость w вращения шара вдвое?

170 Маховик вращается с частотой n = 10 об/с. Его кинетическая энергия Wк = 7,85 кДж. За какое время t момент сил М = 50 Н×м, приложенный к маховику, увеличит угловую скорость w маховика вдвое?

171 Уравнение движения материальной точки массой 5 г имеет вид х=2sin см. Определить максимальную возвращающую силу и полную энергию колебаний.

172 На пружине подвешено тело массой 2 кг. Каков коэффициент упругости пружины, если тело колеблется с частотой 6 Гц.

173 На каком расстоянии находится колеблющаяся точка от источника колебаний, если смещение точки от положения равновесия равно половине амплитуды для момента t= ? Длина волны 4м.

174 Сколько полных колебаний должен сделать маятник, логарифмический декремент затухания которого 0,054, для того, чтобы амплитуда его колебаний уменьшилась в три раза?

175 Через какое время от начала движения точка, совершающая гармоническое колебание, сместится от положения равновесия на половину амплитуды? Период колебаний Т = 24 с, начальная фаза j = 0.

176 Амплитуда гармонического колебания A = 5 см, период Т = 4 с. Найти максимальную скорость Vmax колеблющейся точки и ее максимальное ускорение amax.

177 Уравнение движения точки дано в виде х = sin t . Найти моменты времени t, в которые достигаются максимальная скорость и максимальное ускорение.

178 К пружине подвешен груз массой m = 10кг. 3ная, что пружина под влиянием силы F = 9,8 Н растягивается на = 1,5 см, найти период Т вертикальных колебаний груза.

179 Звуковые колебания, имеющие частоту = 500 Гц и амплитуду А=0,25 мм, распространяются в воздухе. Длина волны l = 70 см. Найти скорость c распространения колебаний и максимальную скорость Vmax частиц воздуха.

180 Найти смещение x, от положения равновесия точки, отстоящей от источника колебаний на расстоянии = , для момента времени t = . Амплитуда колебаний А = 0,05 м.


Контрольная работа №2

201 В сосуде объемом V = 4 л находится масса m = 1 г водорода. Какое число молекул n содержит единица объема сосуда?

202 Какое число молекул N содержит единица массы водяного пара?

203 Найти массы молекул водорода и кислорода.

204 Вода при температуре t = 4 °С занимает объем V = 1 см3. Определить количество вещества n и число N молекул воды.

205 Определить концентрацию n молекул кислорода, находящегося в сосуде вместимостью V = 2 л. Количество вещества n кислорода равно 0,2 моль.

206 Определить количество вещества n водорода, заполняющего сосуд объемом V = 3 л, если концентрация молекул газа в сосуде n=2×1018 м -3.

207 В баллоне вместимостью V = 3 л содержится кислород массой m=10г. Определить концентрацию n молекул газа.

208 Определить относительную молекулярную массу Mr: 1) воды; 2) углекислого газа; 3) поваренной соли.

209 Определить количество вещества n и число N молекул азота массой m = 0,2 кг.

210 Вода при температуре t = 4 °С занимает объем V = 1 см3 . Определить количество вещества n и число N молекул воды.

211 В баллоне находилась масса m = 10 кг газа при давлении р1=10 МПа. Какую массу Dm газа выпустили из баллона, если давление стало равным р2 = 2,5 МПа? Температуру газа считать постоянной.

212 Во сколько раз плотность r1 воздуха, занимающего помещение зимой (t1 = 7°С), больше его плотности r2 летом (t2 = 37°С)? Давление газа считать постоянным.

213 Масса m = 12 г газа занимает объем V = 4 л при температуре t1 = 7°С. После нагревания газа при постоянном давлении его плотность стала равной r = 0,6 кг/м3 . До какой температуры t2 нагрели газ?

214 Масса m = 10 г кислорода находится при давлении р = 304 кПа и температуре t1 = 10 °С. После расширения вследствие нагревания при постоянном давлении кислород занял объем V2 = 10 л. Найти объем V1 газа до расширения, температуру t2 газа после расширения, плотности r1 и r2 газа до и после расширения.

215 В запаянном сосуде находится вода, занимающая объем, равный половине объема сосуда. Найти давление р и плотность r водяного пара при температуре t = 400 oС, зная, что при этой температуре вся вода обращается в пар.


216 В сосуде 1 объемом V1 = 3 л находится газ под давлением р1=0,2МПа. В сосуде 2 объемом V2 = 4 л находится тот же газ под давлением р2=0,1 МПа. Температуры газа в обоих сосудах одинаковы. Под каким давлением р будет находиться газ, если соединить сосуды 1 и 2 трубкой?

217 Какова температура Т газа, находящегося под давлением Р=0,5 МПа, если в сосуде объема V = 15 л содержится N= 1,8×1024 молекул?

218 Два сосуда, наполненных воздухом при давлениях р1=0,8 МПа и р2=0,6 МПа, имеют объемы V1 = З л и V2 = 5 л. Сосуды соединяют трубкой, объемом которой можно пренебречь по сравнению с объемами сосудов. Найти установившееся давление р в сосудах. Температуру считать постоянной.

219 Два сосуда с объемами V1 = 40 л и V2 = 20 л содержат газ при одинаковых температурах, но разных давлениях. После соединения сосудов в них установилось давление р = 1 МПа. Каково начальное давление р1 в большем сосуде, если начальное давление в меньшем сосуде р2 = 0,6 МПа? Температуру считать постоянной.

220 Закрытый цилиндр, расположенный горизонтально, разделен на две части подвижным поршнем. Одна часть цилиндра заполнена некоторым количеством газа при температуре t1 = -73°С, другая – таким же количеством газа при температуре t2 = 27oС. Поршень находится в равновесии. Найти объемы V1 и V2 , занимаемые газом в двух частях цилиндра, если общий объем газа V=500см3.

221 Найти импульс mu молекулы водорода при температуре t = 20°С. Скорость молекулы считать равной средней квадратичной скорости.

222 Средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа Vср.кв.=450м/с. Давление газа р = 50 кПа. Найти плотность r газа при этих условиях.

223 Плотность некоторого газа r = 0,082 кг/м3 при давлении р = 100 кПа и температуре t = 17°С. Найти среднюю квадратичную скорость Vср кв молекул газа. Какова молярная масса М этого газа?

224 Найти внутреннюю энергию U массы m = 20 г кислорода при температуре t = 10°С. Какая часть этой энергии приходится на долю поступательного движения молекул и какая часть на долю вращательного движения?

225 Энергия поступательного движения молекул азота, находящегося в баллоне объемом V = 20 л, U = 5 кДж, а средняя квадратичная скорость его молекул Vср. кв. = 2×103 м/с. Найти массу m азота в баллоне и давление р, под которым он находится.

226 Масса m = 1 кг двухатомного газа находится под давлением р=80кПа и имеет плотность r = 4 кг/м3 . Найти энергию теплового движения U молекул газа при этих условиях.


227 Определить суммарную кинетическую энергию Uпост. поступательного движения всех молекул газа, находящегося в сосуде вместимостью V = 3 л под давлением р = 540 кПа.

228 Молярная внутренняя энергия Um некоторого двухатомного газа равна 5,02 кДж/моль. Определить среднюю кинетическую энергию eвр. вращательного движения одной молекулы этого газа. Газ считать идеальным.

229 Водород находится при температуре Т = 300 К. Найти среднюю кинетическую энергию eвр вращательного движения одной молекулы, а также суммарную кинетическую энергию U всех молекул этого газа; количество водорода n = 0,5 моль.

230 При какой температуре средняя кинетическая энергия en поступательного движения молекулы газа равна 4,14×10 -21 Дж?

231 Удельная теплоемкость некоторого двухатомного газа ср=14,7кДж/(кг×К). Найти молярную массу М этого газа.

232 Плотность некоторого двухатомного газа при нормальных условиях r = 1,43 кг/м3. Найти удельные теплоемкости сp этого газа.

233 Молярная масса некоторого газа М = 0,03 кг/моль, отношение cp/cv=1,4. Найти удельные теплоемкости сv и c р этого газа.

234 Определить молярную массу M двухатомного газа и его удельные теплоемкости, если известно, что разность срcv удельных теплоемкостей этого газа равна 260 Дж/(кг×К).

235 Определить показатель адиабаты идеального газа, который при температуре Т= 350 К и давлении р = 0,4 МПа, занимает объем V = 300 л и имеет теплоемкость Сv = 857 Дж/К.

236 В сосуде вместимостью V = 6 л находится при нормальных условиях двухатомный газ. Определить теплоемкость Сv этого газа при постоянном объеме.

237 Определить относительную молекулярную массу Mr и молярную массу М газа, если разность его удельных теплоемкостей сpсv=2,08 кДж/(кг×К).

238 определить молярные теплоемкости газа, если его удельные теплоёмкости сv = 10,4 кДж/(кг×К) и ср = 14,6 кДж/(кг×К).

239 Вычислить удельные теплоемкости газа, зная, что его молярная масса М = 4×10 -3 кг/моль и отношение теплоемкостей = 1,67.

240 Трехатомный газ под давлением р = 240 кПа и температуре t = 20°С занимает объем V = 10 л. Определить теплоемкость Ср этого газа при постоянном давлении.

241 Найти среднее число столкновений в единицу времени молекул углекислого газа при температуре t = 100oC, если средняя длина свободного пробега = 870 мкм.

242 Во сколько раз уменьшится число столкновений в единицу времени молекул двухатомного газа, если объем газа адиабатически увеличить в 2 раза?

243 При некотором давлении и температуре t = 0 °С средняя длина свободного пробега молекул кислорода = 95 нм. Найти среднее число столкновений в единицу времени молекул кислорода, если при той же температуре давление кислорода уменьшить в 100 раз.

244 При некоторых условиях средняя длина свободного пробега молекул газа = 160 нм; средняя арифметическая скорость его молекул Vср.ар.=1,95 км/с. Найти среднее число столкновений в единицу времени молекул этого газа, если при той же температуре давление газа уменьшить в 1,27 раза.

245 Какова средняя арифметическая скорость Vср.ар. молекул кислорода при нормальных условиях, если известно, что средняя длина свободного пробега молекулы кислорода при этих условиях равна 100 нм?

246 Определить среднюю длину свободного пробега молекулы азота в сосуде вместимостью V = 5 л. Масса газа m = 0,5 г.

247 Кислород находится под давлением р=133 нПа при температуре Т=200 К. Вычислить среднее число (Z) столкновений молекул кислорода при этих условиях за время t = 1 с.

248 При каком давлении р средняя длина свободного пробега молекул азота равна 1 м, если температура газа t = 10 °С?

249 В сосуде находится углекислый газ, плотность которого r=1,7 кг/м3. Средняя длина свободного пробега его молекул = 79 нм. Найти диаметр молекул углекислого газа.

250 Найти среднее время между двумя последовательными столкновениями молекул азота при давлении р = 133 Па и температуре t = 10°С.

251 В теплоизолированном закрытом сосуде объема V = 5,6 л находится кислород при температуре t1 =66°С и давлении р1 = 0,25 МПа. Для нагрева газа до температуры t2=68°С ему требуется сообщить количество теплоты Q=21Дж. Какова удельная теплоемкость с кислорода при этих условиях? Тепловым расширением сосуда пренебречь.

252 В теплоизолированном цилиндре с подвижным поршнем находится азот массой m = 0,2 кг при температуре t1 = 20 °С. Азот, расширяясь, совершает работу А = 4,47 кДж. Найти изменение внутренней энергии азота DU и его температуру t2 после расширения. Удельная теплоемкость азота при постоянном объеме сv = 745 Дж/(кг × К).

253 Для повышения температуры газа, имеющего массу m = 20 кг и молярную массу М = 0,028 кг/моль, на = 50 К при постоянном давлении необходимо затратить количество теплоты Qp = 0,5 МДж. Какое количество теплоты Qv следует забрать у этого газа при постоянном объеме, чтобы его температура понизилась на = 50 К?

254 Воздух массы m = 5 г нагревается при постоянном давлении от температуры Тo = 290 К. Какое количество теплоты Q необходимо сообщить воздуху, чтобы его объем увеличился в два раза? Считать, что удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении равна ср= 1,018 кДж/(кг×К).

255 Давление азота в сосуде объема V = 3 л после нагревания возросло на = 2,2 МПа. Найти количество теплоты Q, сообщенное газу. Удельная теплоемкость азота при постоянном объеме сv = 745 Дж/(кг×К), его молярная масса М=0,028 кг/моль.

256 Масса m = 10 г кислорода находится при давлении р = 300 кПа и температуре t = 10 °С. После нагревания при Р = const газ занял объем V = 10 л. Найти количество теплоты Q , полученное газом, изменение DU внутренней энергии газа и работу А, совершенную газом при расширении.

257 Масса m = 6,5 г водорода, находящегося при температуре t = 27°С, расширяется вдвое при р = const за счет притока тепла извне. Найти работу А расширения газа, изменение DU внутренней энергии газа и количество теплоты Q, сообщенное газу.

258 Масса m = 10,5 г азота изотермически расширяется при температуре t = -23oC, причем его давление изменяется от р1 = 250 кПа до р2 = 100 кПа. Найти работу А, совершенную газом при расширении.

259 При изотермическом расширении массы m = 10 г азота, находящегося при температуре t = 17 °С, была совершена работа А = 860 Дж. Во сколько раз изменилось давление азота при расширении?

260 Работа изотермического расширения массы m = 10 г некоторого газа от объема V1 до V2 = 2V1 оказалась равной А = 575 Дж. Найти среднюю квадратичную скорость Vср.кв. молекул газа при этой температуре.

261 Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, за цикл получает от нагревателя количество теплоты Q1 = 2,512 кДж. Температура нагревателя Т1 = 400 К, температура холодильника Т2 = 300 К. Найти работу А, совершаемую машиной за один цикл, и количество теплоты Q2, отдаваемое холодильнику за один цикл.

262 Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу А = 2,94 кДж и отдает за один цикл холодильнику количество теплоты Q2 = 13,4 кДж. Найти КПД цикла.

263 Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. При этом 80% количества теплоты, получаемого от нагревателя, передается холодильнику. Машина получает от нагревателя количество теплоты Q1 = 6,28 кДж. Найти КПД цикла и работу А, совершаемую за один цикл.

264 Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, совершает за один цикл работу А = 37 кДж. При этом она берёт тепло от тела с температурой t2 =-10 oC и передает тепло телу с температурой t1 = 17 °С. Найти КПД цикла, количество теплоты Q2 , отнятое у холодного тела за один цикл, и количество теплоты Q1 , переданное более горячему телу за один цикл.

265 Идеальный газ совершает цикл Карно при температурах теплоприемника Т2 = 290 К и теплоотдатчика Т1 = 400 К. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия h цикла, если температура теплоотдатчика возрастет до Т1 = 600 К?

266 Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура Т1 теплоотдатчика в четыре раза (n = 4) больше температуры теплоприемника. Какую долю w количества теплоты, полученного за один цикл от теплоотдатчика газ отдаст теплоприемнику?

267 Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику теплоту Q2=14 кДж. Определить температуру Т1 теплоотдатчика, если при температуре теплоприемника Т2 = 280 К работа цикла А = 6 кДж.

268 Газ, совершающий цикл Карно, отдал топлоприемнипу 67% теплоты, полученной от теплоотдатчика. Определить температуру Т2 теплоприемника, если температура теплоотдатчика Т1 = 430 К.

269 Газ, совершающий цикл Карно, получает теплоту Q1 = 84 кДж. Определить работу А газа, если температура Т1 теплоотдатчика в три раза выше температуры Т2 теплоприемника.

270 В цикле Карно газ получил от теплоотдатчика теплоту Q1 = 500 Дж и совершил работу А = 100 Дж. Температура теплоотдатчика Т1= 400 К. Определить температуру Т2 теплоприемника.

271 Давление воздуха внутри мыльного пузыря на Dp = 133,3 Па больше атмосферного. Найти диаметр d пузыря. Поверхностное натяжение сильного раствора a = 0,043 Н/м.

272 На какой глубине h под водой находится пузырек воздуха, если известно, что плотность воздуха в нем r = 2 кг/м3 ? Диаметр пузырька d = 15 мкм, температура t = 20°С, атмосферное давление р0 = 101,3 кПа.

273 Во сколько раз плотность воздуха в пузырьке, находящемся на глубине h = 5 м под водой, больше плотности воздуха при атмосферном давлении р0= 101,3 кПа? Радиус пузырька r = 0,5 мкм.

274 Капилляр внутренним радиусом r = 2 мм опущен в жидкость. Найти поверхностное натяжение a жидкости, если известно, что в капилляр поднялась масса жидкости m = 0,09 г.

275 В сосуд с водой опущен капилляр, внутренний радиус которого r=0,16 мм. Каким должно быть давление р воздуха над жидкостью в капилляре, чтобы уровень воды в капилляре и в сосуде был одинаков? Атмосферное давление рo = 101,3 кПа. Смачивание считать полным.

276 Найти массу m воды, вошедшей в стеклянную трубку с диаметром канала d = 0,8 мм, опущенную в воду на малую глубину. Считать смачивание полным.

277 Какую работу А надо совершить при выдувании мыльного пузыря, чтобы увеличить его объем от V1 = 8 см3 до V2= 16 см3? Считать процесс изотермическим.

278 Глицерин поднялся в капиллярной трубке диаметром канала d = 1мм на высоту h = 20 мм. Определить поверхностное натяжение a глицерина. Считать смачивание полным.

279 В воду опущена на очень малую глубину стеклянная трубка с <





©2015-2017 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.


ТОП 5 активных страниц!

...