Молекулярная физика и термодинамика

Внутри закрытого подвижным поршнем массой m = 9,8 кг цилиндра находится газ. Площадь дна цилиндра S = 10 см². Первоначально газ занимал объем V₀ = 5 л и у него была температура t₀ = 0 °С. Сколько теплоты нужно подвести к газу, чтобы нагреть его на ΔТ = 10 K? Если поршень закреплён, то нагрев на ту же температуру при прежних условиях требует подвода Q = 90 Дж. Атмосферное давление снаружи нормальное. Трения нигде нет.

В цилиндре под поршнем находится m = 80 г неона. Его нагревают на ∆Т = 100 К от первоначальной температуры T₁ = 300 К. Этот процесс идёт так, что температура газа меняется пропорционально квадрату давления. Какую работу совершает газ в этом процессе и сколько тепла было к нему подведено?

У поверхности Земли концентрация молекул азота в 2,6 раз меньше концентрации кислорода. На какой (в км) высоте концентрации этих газов станут равными? Среднюю температуру атмосферы считать равной 280 К.

КПД паровой машины составляет k = 40% =0.4 от КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно между теми же температурами. Температура пара, поступающего из котла в паровую машину T₁ = 250+273°C=523K, температура конденсатора T₂ = 90+273°C=363 K. Определить (в МВт) мощность паровой машины, если она потребляет за t = 12 часов = 43200 c Q_пол =10 ТДж = 1∙10₁₃ Дж энергии.

В вакуумном диоде электроны, эмитируемые накаленным катодом, попадают в задерживающее поле анода. До анода доходят лишь достаточно быстрые электроны. Считая, что тепловые скорости эмитируемых (вышедших из катода) электронов распределены по закону Максвелла с температурой 1150 К, определить долю электронов, преодолевающих задерживающий потенциал а) 0,2 В, б) 0,4 В. Катодом является тонкая прямолинейная нить, натянутая по оси цилиндрического анода. Привести поясняющий рисунок и указать основные параметры.

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?

Один моль гелия находится при температуре T = 273 К Далее газ расширяется так, что объём и давление увеличиваются на 2 %. Изменения параметров газа считать малыми.

1. Вычислите приращение ΔT температуры газа.
2. Какую работу ΔA совершил газ в процессе расширения?
3. Найдите молярную теплоемкость C газа в этом процессе.

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.