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

Физическая кинетика





Пример решения задачи

19. Определить среднюю длину свободного пробега < >, среднее число столкновений в единицу времени z, среднюю продолжительность свободного пробега молекул водорода в сосуде при температуре T = 290 К и плотности ρ = 1,0 кг/м3. Эффективный диаметр молекулы водорода

d = 2,3∙10-10 м.

Дано: T = 290 К ρ = 1,0 г/м3 μ = 2,0 г/моль d = 2,3∙10-10 м Решение Средняя длина свободного пробега молекул определяется концентрацией n по формуле (1) Среднее число столкновений в единицу времени выражается соотношением, в которое входит средняя скорость молекул : (2) Средняя продолжительность свободного пробега молекул < τ > имеет вид (3)
а) < λ> –? б) < z > –? в) < τ> –?

По известной плотности газа ρ концентрация молекул n может быть вычислена из формулы:

, (4)

где NА – число Авогадро. Средняя арифметическая скорость молекул газа равна

(5)

где R – универсальная газовая постоянная. Из соотношений (1) и (4) для < λ> получается

м.

Из формул (1), (2) и (5) для < z > следует

с-1.

По известному значению < z > из выражения (3) для < τ> имеем:

с.

Ответ: < λ> = 1,4∙10-8 м; < z > = 1,3∙1011с-1; < τ> = 7,7∙10-12 с.

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

 

2.12. Найти среднюю длину свободного пробега < l > молекулы азота в сосуде объёмом V = 5,0 л. Масса газа m = 0,50 г. Во сколько раз необходимо изобарически изменить температуру газа, чтобы длина свободного пробега молекулы уменьшилась в 2 раза?

(<l> = 1,2×10-6 м; T 2/ T 1 = 0,5)

2.13. Какой наибольшей скорости может достичь дождевая капля шарообразной формы диаметром d = 0,30 мм, если она падает в атмосфере при нормальных условиях? Считать, что на интервале установившегося движения капли давление не изменяется с высотой. Эффективный диаметр молекулы воздуха принять равным 3,0×10-10 м.

(u = 2,7 м/с)

2.14. Сколько молекул азота N 2 находится в сосуде объёмом в 1,0 л, если температура его 27 °С, а давление 10 Па? Определить число столкновений z молекулы азота за 1,0 с. Эффективный диаметр молекулы d = 3,0×10-10 м.

(N = 2,4×1018; z = 4,6×105)

2.15. На высоте h = 20 см над горизонтальной трансмиссионной лентой, движущейся со скоростью = 70 м/с, параллельно ей подвешена пластина площадью S = 4,0 см2. Какую силу надо приложить к этой пластине, чтобы она оставалась неподвижной? В условиях опыта температура воздуха t = 27 °С, давление атмосферное. Принять эффективный диаметр молекулы d = 3,0×10-10 м.

(F = 2,6×10-6 H)

2.16. Определить отношение числа столкновений молекул газа за единицу времени для двух состояний, если переход из одного состояния в другое был изобарическим, а отношение объемов в этих состояниях соответствует V 2/ V 1 = 2.

(z 2/ z 1 = 0,71)

2.17. Идеальный газ находится при температуре Т 0 и давлении r0. Качественно изобразить зависимость длины свободного пробега l и числа z столкновений его молекул в секунду от давления, если газ сжимается изотермически.

2.18. Двухатомный газ адиабатически расширяется до объема в 2 раза больше начального. Определить, во сколько раз изменится коэффициент диффузии D газа. Эффективный диаметр молекулы считать постоянным.

(D 2/ D 1 = 1,7)

2.19. Найти верхний предел давления водорода в шарообразном сосуде объёмом V = 1,0 л, при котором длина свободного пробега молекулы больше размеров сосуда. Расчет произвести при температуре Т = 300 К. Эффективный диаметр молекулы водорода d = 2,3×10-10 м.

(0,14 Па)

 







Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 1432. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...


Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...


Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...


Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вопрос. Отличие деятельности человека от поведения животных главные отличия деятельности человека от активности животных сводятся к следующему: 1...

Расчет концентрации титрованных растворов с помощью поправочного коэффициента При выполнении серийных анализов ГОСТ или ведомственная инструкция обычно предусматривают применение раствора заданной концентрации или заданного титра...

Психолого-педагогическая характеристика студенческой группы   Характеристика группы составляется по 407 группе очного отделения зооинженерного факультета, бакалавриата по направлению «Биология» РГАУ-МСХА имени К...

Методы анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия   Содержанием анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия является глубокое и всестороннее изучение экономической информации о функционировании анализируемого субъекта хозяйствования с целью принятия оптимальных управленческих...

Образование соседних чисел Фрагмент: Программная задача: показать образование числа 4 и числа 3 друг из друга...

Шрифт зодчего Шрифт зодчего состоит из прописных (заглавных), строчных букв и цифр...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия