V. Решите задачу и дайте обоснование примененных расчетных формул

1. Азот массой m =10 г находится при температуре Т = 290 К. Определить: 1) среднюю кинетическую энергию одной молекулы азота; 2) среднюю кинети­ческую энергию вращательного движения всех моле­кул азота. Газ считать идеальным. (6)

2. Определить наиболее вероятную скорость молекул газа, плотность которого при давлении 40 кПа состав­ляет 0,35 кг/м³. (13)

3. Определить среднюю кинетическую энергию <E_пост> по­ступательного движения молекул газа, находящегося под давлением 0,1 Па. Концентрация молекул газа равна 10¹³ см^-3. (8)

4. Определить: 1) наиболее вероятную v_в; 2) среднюю арифметическую < v >; 3) среднюю квадратичную < v_кв > скорости молекул азота при 27 °С. (9)(7)

5. Средняя квадратичная скорость молекул кислорода при t = 0 ⁰C равна 460 м/с. Какой будет скорость молекул водорода при той же температуре? (10)

6. Определить значение средней квадратичной скорости молекул кислорода при температуре равной 47 ⁰С. (1)

7. Плотность газа r = 6×10^-2 кг/м³, средняя квадратичная скорость молекул газа равна 500 м/с. Каково давление газа на стенки сосуда? (2)

8. На какой высоте давление воздуха составляет 60 % от давления на уровне моря? Считать, что температура воздуха везде одинакова и равна 10°С. (3)

9. На взлетной полосе барометр в кабине самолета показывает давление P ₀ = 100 кПа. Считая температуру воздуха равной Т = 290 К и не меняющейся с высотой, определить, на какой высоте h барометр покажет давление P = 50 кПа. (4)

10. Каково давление воздуха в шахте на глубине 1 км, если считать, что температура по всей высоте постоян­ная и равна 22 °С, а ускорение свободного падения не зависит от высоты? Давление воздуха у поверхности Земли принять равным P ₀ = 100 кПа. (5)

11. Определить суммарную кинетическую энергию W поступательного движения всех молекул газа, находящегося в сосуде вместимостью V =3л под давлением Р = 540кПа. (11)

12. Определить среднюю кинетическую энергию <e> одной молекулы водяного пара при температуре T= 500 К. (7)(12)

13. Водород находится при температуре T =300К. Найти среднюю кинетическую энергию <e_вр> вращательного движения одной молекулы, а также суммарную кинетическую энергию W всех молекул этого газа; количество водорода v =0,5 моль. (9)

VI. Приведите рисунок и дайте обоснование ответа

1. Какое статистическое распределение идеального газа описывается функцией распределения: ? Какой смысл имеют физические величины, входящие в это выражение? Начертите график этого распределения. (7)

2. Какое статистическое распределение идеального газа описывается функцией распределения: ? Какой смысл имеют физические величины, входящие в это выражение? Начертите график этого распределения. (10)

3. Какое статистическое распределение идеального газа описывается выражением: ? Какой смысл имеют физические величины, входящие в это выражение? Начертите график этого распределения. (1)

4. Какое фазовое превращение описывается уравнением . Какой смысл имеют физические величины, входящие в это уравнение? Начертите фазовую диаграмму для этого превращения. (2)

5. Какое фазовое превращение описывается уравнением . Какой смысл имеют физические величины, входящие в это уравнение? Начертите фазовую диаграмму для этого превращения. (3)

6. Какое явление переноса в идеальном газе описывается выражением: ? Как называется это выражение и какой смысл имеют физические величины, входящих в него? Как зависит c от молекулярно-кинетических параметров газа? (12)

7. Какое явление переноса в идеальном газе описывается выражением: ? Как называется это выражение и какой смысл имеют физические величины, входящих в него? Как зависит D от молекулярно-кинетических параметров газа? (11)

8. Какое явление переноса в идеальном газе описывается выражением: ? Как называется это выражение и какой смысл имеют физические величины, входящих в него? Как зависит h от молекулярно-кинетических параметров газа? (13)

9. Какой процесс в идеальном газе описывается уравнением состояния: ? Какой смысл имеют физические величины, входящие в это выражение? Как зависит g от молекулярно-кинетических параметров газа? Начертите график этого процесса в координатах Т и V. (5)

10. Какой процесс в идеальном газе описывается уравнением состояния: ? Какой смысл имеют физические величины, входящие в это выражение? Как зависит g от молекулярно-кинетических параметров газа? Начертите график этого процесса в координатах Т и Р. (8)

11. Какой процесс в идеальном газе описывается уравнением состояния: ? Как зависит g от молекулярно-кинетических параметров газа? Начертите график этого процесса в координатах Р и V. (6)

12. Приведите формулы для характерных скоростей молекул газа. (9)

13. Какое фазовое превращение описывается уравнением . Какой смысл имеют физические величины, входящие в это уравнение? Начертите фазовую диаграмму для этого превращения. (4)

14. Приведите барометрическую формулу и объясните, что она описывает.