Уравнение состояния идеального газа

И ТЕРМОДИНАМИКА

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

47. Шаровая молния представляет собой слабо светящийся шар, свободно плавающий в воздухе. Обычно она наблюдается после грозы. Согласно одной из моделей, такая молния состоит из идеального газа, представляющего собой комплексное соединение, каждая молекула которого содержит ион азота, связанный с несколькими молекулами воды. Температура молнии t = 600°С, температура окружающего воздуха t ₀ = 20°С.

Сколько молекул воды связывает каждый ион азота? Считать, что электроны, потерянные атомом азота, связаны с молекулами воды, так что каждая комплексная молекула остается в целом нейтральной. (ОФ, 2003)

48. Грузовая машина перевозит полупустые баллоны с водородом. Определите, на сколько градусов возрастёт температура газа в баллонах при резком торможении автомашины, если она двигалась со скоростью υ = 164 км/час? (ОФ, 2005)

49. Идеальный газ совершает цикл, состоящий из чередующихся изотерм и адиабат. Температуры, при которых происходят изотермические процессы Т ₁ , Т ₂ и Т ₃.

Найти к.п.д. такого цикла, если при каждом изотермическом расширении объем газа увеличивается в одно и то же число раз.

(РОФ, 2005)

50. в сосуде объемом V = 0,5 л находятся пары йода I₂ при температуре t = 1000 °С и давлении Р = 93 кПа. Какова масса паров йода, если при данной температуре 11,6 % молекул йода распадаются на атомы? (ОФ, 2003)

51. Замкнутыйтермодинамический процесс состоит из трех очень быстрых изменений состояния идеального газа. При этом перед началом каждого изменения давление и объем газа соответственно равны – (P ₁, V ₁); (P ₂, V ₂); (P ₃, V ₃). Определить работу газа в данном процессе.

(РОФ, 2000)

52. Над неизвестным идеальным газом совершают два тепловых процесса, нагревая его из одного и того же начального состояния 1 до одинаковой конечной температуры (точки 2 и 3 лежат на одной изотерме). Оба тепловых процесса изображены на p-V -диаграмме (см. рис). Определите, в каком из этих двух процессов газу сообщили бóльшее количество теплоты. (ОФ, 2006)

53. В простейшей модели атмосферы Марса предполагалось, что планету окружает атмосфера постоянной плотности, высота которой h = 25 км. Температура атмосферы на поверхности планеты Т = 300 К.

Определите приближённо среднюю молярную массу атмосферного газа Марса? Радиус Марса- 3400 км, масса красной планеты равна M = 6,42^. 10 ²³кг и составляет всего только 11 % от массы Земли. Гравитационная постоянная равна G = 6,67×10^-11 Н×м²/кг². (РОФ, 1999)

54. Определите, на какой глубине аквалангист обнаружил сокровища на затонувшем вблизи побережья пиратском корабле, если воздушные пузыри выдыхаемого им на дне воздуха увеличиваются в размере на поверхности в n = 1,5 раза?

(РТ ОФШ 10 кл, 2006)

55. Исследователь неопознанных летающих объектов или так называемый - уфолог (UFO – unidentified flying object) уверяет всех, что видел недавно летающую тарелку, которая ненадолго зависла в воздухе, выбрасывая вниз через сопла двигателей струи раскалённого газа. По расчётам уфолога, скорость истечения газов равна υ = 1 км / с, масса «тарелки» M = 2 т, при этом мощность двигателей, развиваемая в момент зависания, N = 1 МВт.

Докажите, что уфолог предоставляет неверные данные. (РОФ, 2007)

56. Полагая, что воздух, быстро поднимаясь в атмосфере, расширяется как двухатомный идеальный газ, установите закон изменения температуры воздуха с высотой. На сколько градусов, по сравнению с температурой воздуха вблизи поверхности Земли, холоднее на высоте h ₀ = 1 км?

(РОФ, 2007)

57. После недавнего сильного землетрясения в Китае магнитудой 7,1 балла (14. 04. 2010) в провинции Цинхай, оказалось, что при поисках людей под завалами собаки спасателей задыхались из-за недостатка кислорода в воздухе. Дело в том, что это землетрясение произошло высоко в горах на высоте, примерно, 4 км от подножия Тибета.

Не могли бы Вы как можно точнее определить в процентах, какова молярная доля кислорода - в воздухе данного высокогорного района, если известно, что внизу около Тибетского нагорья в одном вдохе азота больше, чем кислорода в 4 раза.

В качестве модели считайте воздух, состоящим из двух идеальных газов - азота и кислорода. Температуру воздуха на разных высотах считать постоянной и в среднем равной 280 К (ночью около нуля, а днём до + 15 С⁰).

(РОФ, 2010)

58. На экзамене по физике профессор дал студенту такую задачу – определить нагревается или охлаждается газ, если его давление при расширении меняется по закону ,

где и - постоянные, причём 0 < < .

Озадаченный молодой человек послал SMS –ку своему другу с условиями задачи и просьбой побыстрее прислать ответ.

Что было в ответном сообщении от друга, если чуть позже в кафе они оба отмечали успешную сдачу экзамена?

(РОФ, 2009)

59. «…30 июня 1908 года в 900 км северо-западнее г. Иркутска произошло падение Тунгусского метеорита. По одной из версий - он представлял из себя обломок кометы Энке - громадный ком из снега и пыли массой не менее 5 млн. тонн. Сила взрыва была почти в 1000 раз больше, чем атомной бомбы над Хиросимой и соответствовала мощности взрыва 10-40 мегатонн тринитротолуола или одной крупной водородной бомбе. Почти все деревья в радиусе 20 км, за исключением центра, были повалены, начался грандиозный пожар …»

Оцените приблизительно температуру оболочки упавшего на поверхность Земли метеорита, если известно, что за короткий промежуток времени перед падением давление воздуха перед метеоритом увеличилось в 10 млн. раз, при этом температура воздуха в высших слоях атмосферы в начале указанного отрезка времени составляла примерно 200 К..

(i -число степеней свободы молекул для воздуха принять равным 5)

(РОФ, 2004)

Дата добавления: 2014-12-08