Онлайн-магазин готовых решений

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСВЕЛЛА
(компьютерная лабораторная работа)
Цель задания 1: Найти, при постоянной массе молекулы, зависимость наиболее вероятной скорости от температуры газа. Сравнить полученный результат с теоретическим. Изучить поведение графиков распределения Максвелла с изменением температуры.
Цель задания № 2: Найти, при постоянной температуре, зависимость наиболее вероятной скорости от массы молекулы. Сравнить полученный результат с теоретическим. Изучить поведение графиков распределения Максвелла с изменением массы молекулы.

Теплоизолированный горизонтальный цилиндр с гладкими стенками делится не проводящим теплоту поршнем на два объёма, в которых находятся по одному молю гелия при температуре T₀ = 300 К. В левой части цилиндра на некоторое время включается нагреватель. В результате поршень перемещается, и объём правой части цилиндра уменьшается в 2 раза. Найти количество теплоты Q, переданной газу нагревателем. Известно, что давление p и объём V газа в правой части цилиндра связаны соотношением p³V⁵ = const (адиабатический процесс).

В цилиндре под поршнем находится воздух под давлением p = 200 кПа при температуре T₁ = 300 K. Найти массу груза M, который нужно положить на поршень после нагревания воздуха до T₂ = 323 K, чтобы объем воздуха в цилиндре был равен первоначальному? Площадь поршня S = 30 см².

Во сколько раз увеличится объем 0,4 моля водорода при изотермическом расширении, если при этом газ получает количество теплоты 800 Дж? Температура водорода 27 °С. Какую работу совершил газ при своем расширении?

Цилиндр с поршнем содержит газ. Сверху поршень прижат идеальной пружиной. Цилиндр начинают нагревать (см. рисунок). Объем газа изменяется от V₁ до V₂, а давление от р₁ до р₂. Определите совершаемую при этом работу газа. Вычисления провести при следующих параметрах: р₁ = 1∙10⁵ Па; р₂ = 2∙10⁵ Па; V₁ = 1 л; V₂ = 3 л. Ответ представьте в единицах СИ.

В закрытом цилиндрическом сосуде, имеющим площадь основания S = 9,8 см² находится газ, разделённый поршнем массой m = 10 кг на два отсека. Поршень может свободно скользить вдоль сосуда. Температура газа над поршнем в 2 раза меньше температуры газа под поршнем, а масса газа над поршнем в 2 раза больше массы газа под поршнем. Верхний отсек в 2 раза больше нижнего. Пренебрегая трением и массой газа по сравнению с массой поршня, найти давление газа в каждом отсеке.

С $\nu$ молями идеального газа проводится циклический процесс, состоящий из двух изохор 1-2 и 3-4 и двух процессов 2-3 и 4-1 с линейной зависимостью давления от объёма. Температура газа в состояниях 1 и 4 равна Т, а в состоянии 2 и 3 равна 2Т (рис. 33). Найдите работу, совершаемую газом в цикле 1-2-3-4-1, если давление в состояниях 1 и 3 равны.

Масса оболочки аэростата, корзины, полезного груза и балласта m_гр = 1110 кг. Аэростат заполняют гелием. При каком объёме аэростата возможно воздухоплавание? Атмосферное давление p = 1∙10⁵ Па, температура воздуха t = 0° C. Молярные массы воздуха и гелия равны, соответственно, M_возд = 0,029 кг/моль и M_He = 0,004 кг/моль.

Найти удельные теплоемкости с_V и с_P некоторого двухатомного газа, если плотность его при нормальных условиях составляет 1,43 кг/м³.

Цикл Карно совершается одним киломолем азота. Температура нагревателя 400° С, холодильника 300° С. Известно также, что отношения максимального объема к минимальному за цикл равно 10. Определить КПД цикла, количество теплоты, полученной от нагревателя и отданной холодильнику, а также работу за один цикл машины. Постройте график цикла Карно. Недостающие и непротиворечивые данные возьмите из условия задачи 10.1.

Один моль идеального газа переходит из начального состояния 1 в конечное состояние 3 в результате двух изопроцессов 1-2 - изохорный и 2-3 - изотермический. Значения давления и объема газа в состояниях 1 и 3 равны соответственно p₁ = 10⁵ Па, V₁ = 3 л и p₃ = 2∙10⁵ Па, V₃ = 6 л. Найти давление, объем и температуру газа p₂, V₂, T₂ в промежуточном состоянии 2. Изобразить процессы в координатах p-V, p-T и V-T.

Сорок грамм гелия (молярная масса µ = 4∙10^-3 кг/моль) участвует в термодинамическом процессе 0-1-2, изображенном на рисунке. Найти результирующее количество тепла, полученное газом. Температура газа в состоянии 2 равна 327° С. Тепло считать отрицательным, если система отдает тепло, и положительным в обратном случае.

Два сосуда одинаковой емкости содержат кислород. В одном сосуде давление p₁ = 1 МПа и температура T₁ = 400 К, в другом p₂ = 1,5 МПа, T₂ = 250 К. Сосуды соединили трубкой и охладили находящийся в них кислород до температуры T = 300 К.

Один моль идеального одноатомного газа участвует в термодинамическом процессе 0-1-2, изображенном на рисунке. Найти результирующее количество тепла, полученное газом. Тепло считать положительным, если газ получает его от нагревателя, и отрицательным, если газ отдает его холодильнику. Температура газа в состоянии 2 равна 327° С.

Идеальный газ совершает замкнутый цикл, состоящий из трех процессов 1-2, 2-3 и 3-1, идущий по часовой стрелке. Значения давления и объема газа в состояниях 1, 2 и 3 равны соответственно P₁, V₁, P₁ и V₂. Найти термический к.п.д. цикла.

Идеальный газ совершает цикл, состоящий из изохоры, адиабаты и изотермы, при этом изотермический процесс происходит при минимальной температуре цикла. Изобразите график цикла и найдите его КПД. Максимальная температура в цикле в 4 раза больше минимальной.

Один моль идеального газа переходит из начального состояния 1 в конечное состояние 3 в результате двух изопроцессов 1-2 и 2-3. Значения давления и объема газа в состояниях 1 и 3 равны соответственно p₁, V₁ и p₃, V₃. Найти давление, объем и температуру газа p₂, V₂, T₂ в промежуточном состоянии 2. Изобразить процессы в координатах p-V, p-T и V-T.

Рассчитайте КПД машины, использующий в качестве работающего тела одноатомный идеальный газ и работающий по циклу, изображенному на рисунке.

Закрытый сосуд разделен невесомым поршнем на две части, объемы которых V₁ = 0,01 м³ и V₂ = 0,03 м³. Давление газа в первой части p₁ = 200 кПа, во второй - p₂ = 300 кПа. Поршень отпустили, и он занял равновесное положение. Найти давление газа после того, как установилась прежняя температура. Ответ дать в кПа.

Для нагревания 200 г некоторого газа на 4 °C в процессе, в котором давление прямо пропорционально объему, требуется на 831 Дж большее тепла, чем для такого же нагревания при постоянном объеме. Что это за газ?

Смесь, состоящую из 5 кг льда и 15 кг воды при общей температуре 0° С, нужно нагреть до температуры 80° С, пропуская через нее водяной пар, нагретый до 100° С. Определите необходимое количество пара. Удельная теплота плавления льда 3,36∙10⁵ Дж/кг, удельная теплоемкость воды 4190 Дж/(кг∙К), удельная теплота парообразования 2,26∙10⁶ Дж/кг. Ответ представьте в единицах СИ.

Воздух находится в теплоизолированной комнате объемом 30 м³. В комнате через малое вентиляционное отверстие воздух может просачиваться наружу, где давление 1 атм (значит и в комнате давление 1 атм). Какое количество теплоты надо подвести, чтобы температура воздуха в комнате медленно увеличивалась от 0 до 20 °С? Удельная теплоемкость воздуха c_p = 1,3 кДж/(кг ∙К), молярная масса воздуха равна 0,029 кг/моль.

Посередине откачанной и запаянной с обоих концов горизонтально расположенной трубки находится столбик ртути длиной h = 19,6 мм. Если трубку поставить под углом α = 30° к горизонту, то столбик ртути переместится на l₁ = 20 мм, если поставить вертикально - на l₂ = 30 мм. Найти давление воздуха в трубке, когда она находилась в горизонтальном положении. Ответ дать в мм рт. ст.

Два сосуда наполнены одним и тем же газом под давлением 4∙10⁵ Па и 9∙10⁵ Па массой 0,2 кг и 0,3 кг соответственно. Сосуды соединяют трубкой, объемом которой можно пренебречь по сравнению с объемами сосудов. Най-дите установившееся давление в сосудах, если температура газа в них была одинакова и после установления равновесия увеличилась на 20%. Ответ представьте в атмосферах (1 атм = 10⁵ Па).