Броунівський рух

Явища переносу. Теплопровідність.

10.1. Скільки зіткнень z відчуває в середньому молекула CO2 за одну секунду при нормальному тиску і температурі? Газо кінетичний діаметр молекули СО2 d = cm.

10.11. Знайти верхній ліміт тиску P водню у посудині об’ємом V= 1 л, при якому довжина вільного пробігу молекули більше розмірів посудини. Газо кінетичний діаметр молекули водню d = 2.2 cm., а температура Т=300 К.

10.22. Циліндрична посудина довжиною L, бокові стінки якої не проводять тепло, а торці проводять, затиснена між тепловими резервуарами з температурами Т1 і Т2 (мал. 10.22). Всередині посудини знаходиться тонкий поршень, який проводить тепло, по обидва боки від якого утримуються по одному молю ідеального газу. Визначити яке положення займе поршень після встановлення рівноваги.. Теплопровідність газу рахується по всьому об’єму однакова.

10.30 Оцінити глибину промерзання ґрунту на широті Москви за без снігову зиму (~120 діб). Теплопровідність ґрунту прийняти χ~ 1 Вт/(м К), його теплоємність с~ Дж /( К).

10.42. Знайти зміну ентропії 64 гр. Кисню в процесі, у якому коефіцієнт теплопровідності виріс у 2 рази, а коефіцієнт дифузії залишився незмінним.

10.53. Фізик, йдучи у відпустку забув у лабораторії тонкостінний резиновий мішок з гелієм об’ємом близько 20 л. Коли він повернувся, гелій про дифундував назовні. Оцінити зміну ентропії гелію. В звичайному повітрі на один атом гелію приходиться до молекул інших газів. Яку мінімальну роботу треба приласти, щоб зібрати гелій назад у мішок.

10.68. Камера об’ємом V=100 л. Відкачується за допомогою ідеального насосу. (тобто який вловлює всі молекули повітря, які потрапляють до нього) через трубу радіусу r=2 cm. і довжиною L=1 m. Оцінити, скільки часу має продовжуватися відкачка камери від початкового тиску P1=1 атм. до тиску P2=0.1 мм рт. ст. Коефіцієнт в’язкості повітря рахувати рівному ή = 1.8 П.

10.73. Вода витікає з широкої відкритої посудини через циліндричний капіляр радіусом R=1 mm і довжиною l=10 cm, розміщений на дні посудини. Яка енергія N йде щосекунди на виділення тепла, коли висота води у посуді h = 5 cm? Температура навколишнього повітря 20 градусів С.

10.82. Визначити на який кут φ повернеться диск, підвішений на пружній нитці, якщо під ним на відстані h = 1 cm обертається з кутовою швидкістю ω = 50 рад/с другий такий самий диск. Радіус дисків R = 10 см, модуль кручення нитки f = 100 дин см/рад, в’язкість повітря рахується рівною ή = 1.8 дин с/ . Крайовими ефектами нехтують. Рух повітря між дисками рахується ламінарним.

10.96. В сферичній посудині радіусом R = 0.015 см при температурі Т = 300 К і тиском у декілька атмосфер у повітрі знаходяться куликоподібні частинки з різними радіусами r. Густина порошинки ρ = 1 гр/ . При зіткненні зі стінкою частинки прилипають до неї. Коефіцієнт налипання частинок не залежить віл їх розміру і не зменшується із часом. Концентрація пороху достатньо мала, так зіткненнями порошинок одна з одною можна знехтувати. Оцінити радіус частинок пороху, які будуть найбільш довго утримуватися у повітрі.

10.102. Оцінити число Рейнольдса для відпрацьованих газів у вихлопній трубі автомобіля „Москвич”. Діаметр її близько 20 мм, а температура газів у неї ~100 С. Витрата бензину приїзді зі швидкістю 60 км/год близько 8 кг на 100 км. Бензин являє собою суміш вуглеводів типу і відносно. Молекулярною масою ~100. При оцінці в’язкості вихлопних газів ефективний переріз розсіяння співударів можна рахувати ~ .

Дата добавления: 2015-05-26