Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Задачи для самостоятельного решения и контрольных заданий




1. Найти среднюю длину свободного пробега и среднее время между столкновениями молекул азота, находящегося: а) при нормальных условиях; б) при температуре t = 0° С и давлении p = 1 нПа (такое давление позволяет получать современные вакуумные насосы). [а) 0,06 мкм, 0,13 нс; б) 6 нм, 3,8 ч]

2. Баллон вместимостью V=10 л содержит водород массой m=1 г. Определить среднюю длину свободного пробега молекул.[1,55 нм]

3. Определить плотность разреженного водорода, если средняя длина свободного пробега [1,55 кг/м3]

4. Найти зависимость среднего числа столкновений молекулы идеального газа в 1 с от давления при следующих процессах: 1) изохорном; 2) изотермическом. Изобразить эти зависимости на графиках.[1) ; 2) ]

5. Азот находится при нормальных условиях. Найти: а) число столкновений, испытываемых в среднем каждой молекулой за одну секунду; б) число всех столкновений, происходящих между молекулами в 1 см3 азота ежесекундно. [а) 0,74×1010с-1; б) 1×1029с-1см-3]

6. Оценить среднюю длину свободного пробега и коэффициент диффузии D ионов в водородной плазме. Температура плазмы 107К, число ионов в 1 см3 плазмы равно 1015. При указанной температуре эффективное сечение иона водорода считать равным 4×10-20см2. [ l ~ 102м, D ~ 107 м2/c]

7. Найти, как зависят от давления средняя длина свободного пробега и число столкновений в 1 с молекул идеального газа, если газ совершает процесс: а) изохорический, б) изотермический, в) адиабатический. Эффективный диаметр молекул считать постоянным. а) , ; б) , .

8. Найти, как зависят от температуры средняя длина свободного пробега и число столкновений в 1 с молекул идеального газа, если масса газа постоянна и газ совершает процесс: а) изохорический, б) изобарический, в) адиабатический.

[а) , ; б) , ]

9. Зная коэффициент вязкости гелия при нормальных условиях (h = 18,9 мкПа×с), вычислить эффективный диаметр его атома. [d = 0,18 нм]

10. Коэффициент теплопроводности гелия в 8,7 раза больше, чем у аргона (при нормальных условиях). Найти отношение эффективных диаметров атомов аргона и гелия. [1,7]

11. Коэффициент диффузии кислорода (О2) при температуре 0°С равен 0,19 см2/с. Определить среднюю длину свободного пробега молекул газа. [1,35×10-7 м]

12. Давление двухатомного газа вследствие сжатия увеличивается в 10 раз. Определить, как изменится длина свободного пробега молекул в газе и коэффициент вязкости газа. Рассмотреть случай, когда сжатие происходит: а) изотермически, б) адиабатически. [а) уменьшится в 10 раз; h останется неизменным, б) уменьшится в 5,2 раза, h увеличится в 1,39 раза]

13. Двухатомный газ адиабатически расширяется до объема, в два раза большего начального. Определить, как изменится коэффициент теплопроводности и коэффициент диффузии газа. [ уменьшится в 1,15 раза; D увеличится в 1,75 раза]

14. Между двумя параллельными плоскими очень большими пластинами имеется зазор а = 1 см. Между пластинами поддерживается разность температур DТ = 1 К (Т1 = 299,5 К, Т2 = 300,5 К). Зазор заполнен аргоном при давлении 1,0×105 Па. Оценить плотность потока тепла. [0,5 Вт/м2]

15. Найти распределение температуры в пространстве между двумя коаксиальными цилиндрами с радиусами R1 и R2, заполненном однородным теплопроводящим веществом, если температуры цилиндров постоянны и равны соответственно Т1 и Т2. [ ]

16. Одноатомный идеальный газ заполняет пространство между двумя очень длинными коаксиальными цилиндрами с радиусами R1 и R2 (R2 > R1). Внутренний цилиндр поддерживается при температуре Т1, внешний при температуре Т21 > Т2). Найти поток тепла, приходящийся на единицу длины цилиндров. Считать, что длина свободного пробега молекул газа много меньше расстояния между цилиндрами. [ ]

17. Через площадку S = 100 см2 за время t = 10 с вследствие диффузии проходит некоторое количество азота. Градиент плотности в направлении, перпендикулярном площадке равен 1,26 кг/м4. Процесс идет при температуре 300 К, средняя длина свободного пробега молекул азота 10-7м, эффективный диаметр его молекул 3,75×10-10м. Определить количество продиффундировавшего азота за указанное время через площадку S.

[ =2,1×10-6кг]

18. Пространство между двумя большими параллельными пластинами заполнено средой, коэффициент теплопроводности которой изменяется с температурой по закону , где a0 – постоянная для данной среды величина. Температуры пластин Т1 и Т2 поддерживаются постоянными (Т1 > Т2). Расстояние между пластинами L. Найти плотность потока тепла и температуру Т в среде как функцию x, где x– расстояние отсчитанное от пластины, температура которой Т1.

[ ; ]

 







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 590. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.007 сек.) русская версия | украинская версия