Основные формулы. 126. Найти скорость течения углекислого газа по трубе, если известно, что за 30 минут через поперечное сечение труб протекает 0,51 кг газа

Задачи

126. Найти скорость течения углекислого газа по трубе, если известно, что за 30 минут через поперечное сечение труб протекает 0,51 кг газа. Плотность газа 7,5 кг/м³. Диаметр трубы 2 см.

[0,12 м/с]

127. В дне цилиндрического сосуда диаметром D = 0,5 м имеется круглое отверстие диаметром d = 1 см. Найти зависимость скорости понижения уровня воды в сосуде от высоты h этого уровня.

[ ; 0,8 мм/с]

128. В сосуд льется вода, причем за единицу времени наливается объем 0,2 л/с. Каким должен быть диаметр отверстия в дне сосуда, чтобы вода в нем держалась на постоянном уровне в 8,3 см.

[1,4 см]

129. Шарик всплывает с постоянной скоростью в жидкости. Плотность жидкости в 4 раза больше плотности материала шарика. Во сколько раз сила трения, действующая на всплывающий шарик, больше силы тяжести, действующей на этот шарик.

[3]

130. Какой наибольшей скорости может достичь дождевая капля диаметром 0,3 мм, если динамическая вязкость воздуха 1,2 ×10^-2 Па×с.

[4,1 м/с]

131. Стальной шарик диаметром 1 мм падает с постоянной скоростью 0,185 см/с в большом сосуде, наполненном касторовым маслом. Найти динамическую вязкость касторового масла.

[2 Па×с]

132. В боковую поверхность сосуда вставлен горизонтальный капилляр, внутренний радиус которого 1 мм и длина 1,5 см. В сосуд налит глицерин, динамическая вязкость которого 1 Па×с. Уровень глицерина в сосуде поддерживается постоянным на высоте 0,18 м выше капилляра. Какое время потребуется на то, чтобы из капилляра вытекло 5 см³ глицерина.

[1,5 мин]

133. Стальной шарик падает в широком сосуде. Сосуд наполнен трансформаторным маслом, плотность которого 0,9×10³ кг/м³ и динамическая вязкость 0,8 Па×с. Считая, что закон Стокса имеет место при числе Рейнольдса Re £ 0,5 (если при вычислении Re в качестве величины D взят диаметр шарика), найти предельное значение диаметра шарика.

[4,6 мм]

Глава 7. Основы молекулярно-кинетической теории

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте основные положения молекулярно-кинетической теории. Какими опытными данными они подтверждаются?

2. Что такое процесс? Перечислите изопроцессы и запишите законы, которыми они описываются.

3. Сформулируйте и поясните закон Авогадро. Что означает число Авогадро и чему оно равно?

4. Какой газ называется идеальным? Запишите уравнение состояния идеального газа.

5. Запишите и поясните основное уравнение МКТ. Какие следствия из него вытекают?

6. Что дает распределение Максвелла и какой физический смысл функции этого распределения?

7. Проанализируйте график функции распределения Максвелла.

8. Что дает барометрическая формула? Запишите ее.

9. Запишите распределение Больцмана и поясните его физический смысл.

10. Что такое длина свободного пробега молекулы? Чему она равна?

11. Назовите явления переноса в газах и запишите их экспериментальные законы.

Экспериментальные газовые законы:

а) Бойля - Мариотта (изотермический процесс, Т = const)

;

б) Гей-Люссака (изобарический процесс, P= const)

;

в) Шарля (изохорический процесс, V= const)

;

г) Дальтона

;

давление смеси газов равно сумме парциальных давлений.

д) Авогадро: моли различных газов при одинаковых температуре и давлении занимают один и тот же объем.

е) Объединенный газовый закон:

Уравнение Менделеева - Клапейрона (уравнение состояния идеального газа)

,

где m - масса газа; m - молярная масса газа; R = 8,31 Дж/K×моль - универсальная газовая постоянная.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории

,

где Е _к - кинетическая энергия поступательного движения частиц,

или ,

где - средняя квадратичная скорость; k =1,38×10^-23 Дж/К; n ₀ - число молекул в единице объема.

Среднее число столкновений каждой молекулы за единицу времени

,

где d - эффективный диаметр молекул газа (табличная величина).

Среднее число столкновений молекул в единице объема за единицу времени

.

Среднее число столкновение всех молекул за единицу времени

,

где N – общее число молекул.

Средняя длина свободного пробега молекул газа

Дата добавления: 2014-11-16