2.24. Определить температуру Т водорода, при которой средняя кинетическая энергия <εп> поступательного движения молекул достаточна для их расщепления на атомы, если молярная энергия диссоциации водорода Wm=419 кДж/моль.
Примечание. Молярной энергией диссоциации называется энергия, затрачиваемая на диссоциацию всех молекул газа количеством вещества v =1 моль.
2.25. В баллоне вместимостью 0,05 м3 находятся 0,12 Кмоль газа при давлении
р=6⋅106 Па. Определить среднюю кинетическую энергию теплового движения молекулы газа.
2.26. Масса крупной молекулы органического вещества m=10-18 г. Найти полную среднюю кинетическую энергию теплового движения такой молекулы, взвешенной в воздухе при температуре t=270 С.
2.27. 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 270 С.
2.28. Найти полную среднюю кинетическую энергию молекул аммиака при температуре 270 С.
2.29. 8 г кислорода занимают объем V=560 л. Определить давление этого газа в том же объеме при температуре Т1=820 К и Т2=10 кэВ, когда атомы кислорода полностью ионизированы.
2.30. Вычислить, исходя из классических представлений, средние энергии поступательного и вращательного движения двухатомной молекулы при Т=4500 К.
2.31. Найти энергию теплового движения молекул NH3,находящихся в баллоне объемом 10 л при давлении 2,45 кПа. Какую часть этой энергии составляет энергия поступательного движения?
2.32. Найти энергию теплового движения молекул метана CH4, находящегося в баллоне вместимостью 5л при давлении 4,9 кПа. Какую часть этой энергии составляет энергия вращательного движения? Колебательное движение «заморожено».
2.33. Найти энергию теплового движения молекул воздуха, находящегося в баллоне V=10л при давлении 2,45 кПа. Какую часть этой энергии составляет энергия поступательного движения?
2.34. Вычислить энергию теплового движения молекул двухатомного газа, занимающего объем 2,5 л при давлении Р=20 Па. Молекулы считать жесткими.
2.35. Определить кинетическую энергию поступательного движения одной молекулы аммиака при 100°С, а также полную кинетическую энергию молекул, содержащихся в одном моле аммиака при той же температуре.
2.36. Чему равна энергия теплового движения молекул, содержащихся в 12 г азота при 17° С?
2.37. Вычислить энергии вращательного и поступательного движений молекул, содержащихся в 1 кг кислорода при 7° С.
2.38. Чему равна энергия теплового движения молекул двухатомного газа, заключенного в сосуд объемом 5 л и находящегося под давлением в 2,53⋅105 Па?
*2.39. При какой температуре Т средняя кинетическая энергия теплового движения молекулы кислорода будет достаточна для того, чтобы молекула кислорода, содержащегося в лунной коре, преодолела лунное тяготение и навсегда покинула пределы Луны? Ускорение свободного падения на поверхности Луны gл = 1,61 м/с2, радиус rл= 1,74 ⋅106 м.
2.40. При температуре 21°С в сосуде содержится 1024 молекул газа. Определить кинетическую энергию поступательного движения всех молекул.
2.41. Кинетическая, энергия поступательного движения всех молекул кислорода, выделенного растениями в процессе фотосинтеза за день, 5 кДж. Средняя квадратичная скорость этих молекул 470 м/с. Какова масса выделенного растениями кислорода?
2.42. Сколько степеней свободы имеет молекула, обладающая кинетической энергией 9,7 ⋅10-21 Дж при 7° С?
2.43. Двухатомный газ массой 2 кг находится под давлением 5⋅105 Па и имеет плотность 4 кг/м3. Найти энергию теплового движения молекул газа при этих условиях.
Скорости молекул.
2.44. Найти среднюю квадратичную <vкв> среднюю арифметическую <v> и наиболее вероятную vв скорости молекул водорода. Вычисления выполнить для трех значений температуры: 1) T=20 К; 2) T=300 К; 3) Т=5 кК.
2.45. При какой температуре Т средняя квадратичная скорость атомов гелия станет равной второй космической скорости v2=11,2 км/с?
2.46. При какой температуре Т молекулы кислорода имеют такую же среднюю квадратичную скорость <vкв>, как молекулы водорода при температуре T1=100 К?
2.47. Колба вместимостью V=4 л содержит некоторый газ массой m=0,6 г под давлением p=200 кПа. Определить среднюю квадратичную скорость <vкв> молекул газа.
2.48. Смесь гелия и аргона находится при температуре T=1,2 кК. Определить среднюю квадратичную скорость <vкв> и среднюю кинетическую энергию атомов гелия и аргона.
2.49. Взвешенные в воздухе мельчайшие пылинки движутся так, как если бы они были очень крупными молекулами. Определить среднюю квадратичную скорость <vкв> пылинки массой m=10-10 г, если температура Т воздуха равна 300 К.
2.50. Во сколько раз средняя квадратичная скорость <vкв> молекул кислорода больше средней квадратичной скорости пылинки массой m=10-8 г, находящейся среди молекул кислорода?
2.51. Определить среднюю арифметическую скорость <v> молекул газа, если их средняя квадратичная скорость <vкв>=1 км/с.
2.52. Определить наиболее вероятную скорость vв молекул водорода при температуре T=400 К.
2.53. Плотность некоторого газа с=3⋅10-3 кг/м3. Найти давление Р газа, которое он оказывает на стенки сосуда, если среднеквадратичная скорость молекул газа равна 500 м/с.
2.54.Найти отношение з средних квадратичных скоростей молекул водорода и кислорода при одинаковых температурах.
2.55.Найти отношение з средних арифметических скоростей молекул водорода и азота при Т=const для обоих газов.
2.56.Найти отношение з наиболее вероятных скоростей молекул водорода и углекислого газа при одинаковых температурах.
2.57.Найти отношение з наиболее вероятных скоростей атомов водорода и гелия при одинаковых температурах.
2.58.Найти отношение з средних арифметических скоростей атомов водорода и азота при одинаковых температурах.
2.59.Найти среднюю квадратичную скорость молекул водорода при температуре кипения водорода Т=20 К и при Т=5000 К, когда почти все молекулы диссоциированы на атомы.
2.60.Найти среднюю арифметическую скорость молекулы азота при температуре кипения водорода Т=20 К и при Т=5000 К, когда почти все молекулы диссоциированы на атомы.
2.61.При какой температуре Т среднеквадратичная скорость атомов гелия станет равной второй космической скорости v=11,2 км/с.
2.62.При какой температуре Т молекулы кислорода имеют такую же среднюю квадратичную скорость, как молекулы водорода при температуре Т1=100 К?
2.63. Взвешенные в воздухе мельчайшие пылинки движутся так, как если бы они были очень крупными молекулами. Какова среднеквадратичная скорость пылинки массой m=10-10 г, если температура воздуха t=230 С?
2.64. Во сколько раз среднеквадратичная скорость молекул кислорода больше скорости пылинки массой m=10-8 г, находящейся среди молекул кислорода?
2.65. Определите среднюю арифметическую скорость молекул газа, если известно, что их среднеквадратичная скорость равна 1000 м/с.
2.66. Вычислить среднюю квадратичную скорость молекул азота при температуре t=230 С. Считать азот идеальным газом.
2.67. Вычислить при температуре t=170 С среднюю квадратичную скорость движения молекулы кислорода и среднюю квадратичную скорость капельки воды диаметром d=0,1 мкм, взвешенной в воздухе.
2.68. Вычислить наиболее вероятную скорость молекул газа, у которого при нормальном атмосферном давлении плотность с=1 г/л.
2.69. Вычислить среднюю арифметическую скорость молекул газа, у которого при нормальном атмосферном давлении плотность с=2 г/л.
2.70. Вычислить среднеквадратичную скорость молекул газа, у которого при нормальном атмосферном давлении плотность с=1,55 г/л.
2.71. Азот массой m=15 г находится в закрытом сосуде при температуре Т=300 К. Какое количество тепла необходимо сообщить азоту, чтобы среднеквадратичная скорость его молекул возросла в 2 раза?
2.72. Вычислить при температуре t=170С среднеквадратичную скорость капельки воды диаметром d=0,1 мкм, взвешенную в воздухе.
2.73. Вычислить при температуре t=170 С среднеквадратичную скорость и среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекулы кислорода.
2.74. Во сколько раз надо расширить адиабатически газ, состоящий из жестких двухатомных молекул, чтобы их среднеквадратичная скорость уменьшилась в з= 1,5 раза?
2.75. Во сколько раз надо расширить адиабатически газ, состоящий из одноатомных молекул, чтобы их среднеквадратичная скорость уменьшилась в з =1,5 раза?
2.76. Во сколько раз надо сжать адиабатически газ, состоящий из одноатомных молекул, чтобы их среднеквадратичная скорость увеличилась в з =2 раза?
2.77. Вычислить наиболее вероятную, среднюю и среднеквадратичную скорости молекул газа, у которого при давлении р=2⋅105 Па плотность с=2 кг/м3.
2.78. При какой температуре газа, состоящего из смеси азота и кислорода, наиболее вероятные скорости молекул азота и кислорода будут отличаться друг от друга на Дv=30 м/с?
2.79. При какой температуре газа, состоящего из смеси водорода и гелия, наиболее вероятные скорости молекул этих газов будут отличаться друг от друга на Дv=20 м/с?
2.80. Наиболее вероятные скорости молекул смеси водорода и гелия отличаются друг от друга на Дv=20 м/с. Какова при этом «температура» газов?
2.81. Наиболее вероятные скорости молекул смеси азота и кислорода отличаются друг от друга на Дv=40 м/c. При какой температуре смеси это возможно?
2.82. Определить температуру газа, для которой среднеквадратичная скорость молекул водорода больше их наиболее вероятной скорости на Дv=400 м/с.
2.83. При температуре 880 К число молекул кислорода со скоростями в интервале от v до v+dv максимально. Найти данную скорость.
2.84. Определить температуру газа, для которой среднеквадратичная скорость молекул водорода больше их наиболее вероятной скорости на Дv = 400 м/с.
2.85. Среднеарифметические скорости молекул смеси азота и углекислого газа отличаются друг от друга на Дv= 40 м/с. При какой температуре это возможно? Возможен ли данный результат? Ответ обосновать.
2.86. Среднеарифметические скорости молекул кислорода и окиси углерода СО отличаются друг от друга на Дv=50 м/с. При какой «температуре» можно наблюдать данное различие скоростей? Объясните результат.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 |
