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!




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...


Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...


Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Виды нарушений опорно-двигательного аппарата у детей В общеупотребительном значении нарушение опорно-двигательного аппарата (ОДА) идентифицируется с нарушениями двигательных функций и определенными органическими поражениями (дефектами)...

Особенности массовой коммуникации Развитие средств связи и информации привело к возникновению явления массовой коммуникации...

Тема: Изучение приспособленности организмов к среде обитания Цель:выяснить механизм образования приспособлений к среде обитания и их относительный характер, сделать вывод о том, что приспособленность – результат действия естественного отбора...

Седалищно-прямокишечная ямка Седалищно-прямокишечная (анальная) ямка, fossa ischiorectalis (ischioanalis) – это парное углубление в области промежности, находящееся по бокам от конечного отдела прямой кишки и седалищных бугров, заполненное жировой клетчаткой, сосудами, нервами и...

Основные структурные физиотерапевтические подразделения Физиотерапевтическое подразделение является одним из структурных подразделений лечебно-профилактического учреждения, которое предназначено для оказания физиотерапевтической помощи...

Почему важны муниципальные выборы? Туристическая фирма оставляет за собой право, в случае причин непреодолимого характера, вносить некоторые изменения в программу тура без уменьшения общего объема и качества услуг, в том числе предоставлять замену отеля на равнозначный...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия