Примеры  решения задач молекулярная физика

Объем одного моля идеального газа с коэффициентом Пуассона γ = 5/3 изменяют по закону VT = a, где а – положительная константа. Определить количество теплоты, полученное газом в этом процессе, если его температура возросла на 60 К.

Пример. Заряженная несжимаемая сферическая капля колеблется с малой амплитудой. Определить угловое распределение квадрупольного излучения.

Рассмотрим некоторые задачи матфизики, приводящие к решению эллиптических уравнений.

При наблюдении в микроскоп взвешенных в жидкости частиц гуммигута обнаружено, что концентрация частиц в одной фокальной плоскости в два раза больше их концентрации в другой фокальной плоскости, расстояние между которыми 40 мкм. Температура жидкости 17 °С. Диаметр частиц 0,4 мкм, а плотность гуммигута на 0,2 г/см3 больше плотности окружающей жидкости. Определить по этим данным число Авогадро.

Азот совершает цикл Карно. Определить КПД цикла, если при адиабатном расширении объем газа увеличивается в 3 раза.

Определить наиболее вероятную скорость, среднюю арифметическую скорость и среднюю квадратичную скорость молекул газа, у которого при нормальном атмосферном давлении плотность равна 0,3 кг/м3.

Два плоских воздушных конденсатора равной емкости соединили параллельно, зарядили до 300 В и отключили от источника. Какой станет разность потенциалов на обкладках конденсаторов, если один из них погрузить в керосин?

Два одинаковых металлических шарика с зарядами q1=20 нКл и q2=-40 нКл вследствие взаимного притяжения соприкоснулись и снова разошлись на такое же расстояние. Сравнить силы взаимодействия шариков до и после соприкосновения. Изменится ли энергия данной системы зарядов?

Конденсатор С=20 мкФ, напряжение между пластинами которого равно u=70V, разряжается через два параллельно соединённых резистора М1=5Ом, М2=20Ом. Какое количество теплоты выделится в каждом резисторе?

Задача. В сосуде находится смесь 14,0 г азота и 16,0 г кислорода при температуре 300 К и давлении 8,3 кПа. Определить плотность этой смеси, считая газы идеальными.

Идеальный газ совершает процесс, в котором давление изменяется в зависимости от объёма по закону p=p0–αV2, где p0=0,1 МПа, α=1,0·107 Па·моль2/м6. Количество вещества газа равно 1 моль. Определить максимальную температуру газа в процессе.

ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ Явления переноса в газах

Диффузия газов Диффузия от латинского diffusio – распространение, растекание - взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга, вследствие теплового движения частиц вещества. Диффузия происходит в направлении уменьшения концентрации вещества и ведет к его равномерному распределению по занимаемому объему. Диффузия имеет место в газах, жидкостях и твердых телах. Наиболее быстро диффузия происходит в газах, медленнее в жидкостях, еще медленнее в твердых телах, что обусловлено характером движения частиц в этих средах.

Внутреннее трение. Вязкость газов

Коэффициенты переноса и их зависимость от давления

Эффект Джоуля – Томсона заключается в изменении температуры газа в результате адиабатического дросселирования – медленного протекания газа под действием постоянного перепада давления через дроссельное препятствие (например, пористую перегородку Др - дроссель на рис. 9.4). Термин «адиабатическое» означает без теплообмена с окружающей средой. Адиабатичность может быть осуществлена, например, с помощью теплоизолирующей оболочки вокруг канала.

Закон равнораспределения энергии В классической статической физике выводится закон Больцмана о равномерном распределении энергии по степеням свободы молекул: на каждую степень свободы молекулы приходится в среднем одинаковая кинетическая энергия, равная  кТ.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории

Уравнение состояния идеального газа Клапейрона-Менделеева (Клапейрон (1799 – 1864) – французский физик и инженер; Менделеев Дмитрий Иванович (1834 – 1907) – великий русский учёный). Опыт даёт, что при небольших плотностях газы подчиняются уравнению (Клапейрона):

Понятие идеального газа. Идеальным называется газ, взаимодействие, между молекулами которого пренебрежимо мало и состояние которого описывается уравнением Клапейрона-Менделеева.

Основы физики и электротехники. Лекции, курсовые, задачи, учебники