Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Владимирский государственный университет им. Столетовых

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

новая папка 1 / 524324

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

26.02.2023

Размер:

605.05 Кб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Якутская государственная сельскохозяйственная академия» Инженерный факультет

Кафедра энергообеспечения в АПК

Методические указания к выполнению контрольной работы №2 по физике

Молекулярная физика и термодинамика

Якутск 2016

Составитель

А.И.Попова

Молекулярная физика и термодинамика: метод. указания к изучению курса физики для студ. Инженерного факультета (бакалавриат) / Якутск. гос. с.-х. акад.; сост.: А.И. Попова. – Якутск, 2016. – 17с.

Приведены условия задач для выполнения контрольных работ, содержатся краткий теоретический материал и примеры решения задач по теме «Молекулярная физика и термодинамика». Приведена разбивка задач по вариантам.

Данные методические указания предназначены для студентов инженерного факультета направления 35.03.06. «Агроинженерия», профиль

– Технический сервис в агропромышленном комплексе.

Введение

Физика относится к числу естественных наук. Предметом физики является изучение общих свойств материи, т.е. вещества и поля, общих закономерностей и форм ее движения.

Физика определяет законы, которыми пользуются остальные естественные науки и техника, применяя их для отдельных частных случаев.

Изучение физики в высших учебных заведениях преследует двоякую цель: расширить кругозор учащихся и способствовать развитию у них миропонимания; подготовить их к сознательному изучению смежных с физикой дисциплин.

Учебная работа студентов складывается из следующих основных элементов: самостоятельного изучения физики по учебным пособиям, выполнения контрольных работ, посещения и проработки обзорных лекций в период сессий, выполнения лабораторного практикума, сдачи зачетов и экзаменов.

Цель контрольных работ – закрепление теоретического материала при самостоятельном выполнении контрольных заданий, которое способствует более глубокому пониманию и закреплению курса физики.

Указания к решению контрольных работ

В процессе изучения курса физики студенты должны выполнить контрольные работы в соответствии с учебным планом. Контрольная работа состоит из 6 задач. Определение варианта и номеров задач проводится по двум последним цифрам шифра зачетной книжки по таблице вариантов.

Перед выполнением контрольной работы студенту необходимо внимательно ознакомиться с основными формулами и разобрать примеры решения задач.

Требования к выполнению контрольных работ

1)полностью переписывать условия задач своего варианта;

2)сделать краткую запись условия, при этом числовые данные перевести в одну систему единиц (преимущественно в СИ);

3)выполнить аккуратно чертеж, рисунок или схему, поясняющие описанный в задаче процесс;

4)в ходе решения задачи делать краткие и ясные комментарии используемых физических законов и формул;

5)решив задачу в общем виде, проверить ответ по равенству размерностей левой и правой части расчетной формулы;

6)в полученную расчетную формулу подставить числовые данные и оценить правдоподобность ответа;

7)оставлять поля для замечаний;

8)на титульном листе указывать номер контрольной работы, наименование дисциплины, фамилию и инициалы студента, шифр и домашний адрес.

9)выполнять работу в рукописной форме синей пастой.

Контрольные работы, представленные без соблюдения указанных выше требований, а также работы, выполненные не по своему варианту, не будут приниматься к рассмотрению. На повторную проверку работу обязательно представлять с первым и исправленным вариантом работы.

Таблица вариантов

Номер			Контрольная
вариан			работа №2
та	Т	е	м	а	№	2
1	1	11	21	31	41	51

2	2	12	22	32	42	52
3	3	13	23	33	43	53

4	4	14	24	34	44	54
5	5	15	25	35	45	55

6	6	16	26	36	46	56
7	7	17	27	37	47	57
8	8	18	28	38	48	58

9	9	19	29	39	49	59
10	10	20	30	40	50	60

11	1	12	23	34	45	56
12	2	13	24	35	46	57

13	3	14	25	36	47	58
14	4	15	26	37	48	59

15	5	16	27	38	49	60
16	6	17	28	39	50	51

17	7	18	29	40	41	52
18	8	19	30	31	42	53

19	9	20	21	32	43	54
20	10	11	22	33	44	55
21	1	13	25	37	49	51

22	2	14	26	38	50	52
23	3	15	27	39	41	53

24	4	16	28	40	42	54
25	5	17	29	31	43	55

26	6	18	30	32	44	56
27	7	19	21	33	45	57

28	8	20	22	34	46	58
29	9	11	23	35	47	59

30	10	12	24	36	48	60
31	1	14	27	40	43	56

32	2	15	28	31	44	57
33	3	16	29	32	45	58

34	4	17	30	33	46	59
35	5	18	21	34	47	60
36	6	19	22	35	48	51

37	7	20	23	36	49	52

38	8	11	24	37	50	53
39	9	12	25	38	41	54

40	10	13	26	39	42	55
41	1	15	29	33	47	51
42	2	16	30	34	48	52

43	3	17	21	35	49	53
44	4	18	22	36	50	54

45	5	19	23	37	41	55
46	6	20	24	38	42	56

47	7	11	25	39	43	57
48	8	12	26	40	44	58

49	9	13	27	31	45	59
50	10	14	28	32	46	60

51	1	16	21	36	42	57
52	2	17	22	37	43	58

53	3	18	23	38	44	59
54	4	19	24	39	45	60

55	5	20	25	40	46	51
56	6	11	26	31	47	52
57	7	12	27	32	48	53

58	8	13	28	33	49	54
59	9	14	29	34	50	55

60	10	15	30	35	41	56
61	1	17	23	39	46	52

62	2	18	24	40	47	53
63	3	19	25	31	48	54

64	4	20	26	32	49	55
65	5	11	27	33	50	56

66	6	12	28	34	41	57
67	7	13	29	35	42	58

68	8	14	30	36	43	59
69	9	15	21	37	44	60
70	10	16	22	38	45	51

71	1	18	25	32	50	57
72	2	19	26	33	41	58

73	3	20	27	34	42	59
74	4	11	28	35	43	60

75	5	12	29	36	44	51
76	6	13	30	37	45	52

77	7	14	21	38	46	53
78	8	15	22	39	47	54

79	9	16	23	40	48	55
80	10	17	24	31	49	56

81	1	19	27	35	44	52
82	2	20	28	36	45	53

83	3	11	29	37	46	54
84	4	12	30	38	47	56
85	5	13	21	39	48	56

86	6	14	22	40	49	57
87	7	15	23	31	50	58

88	8	16	24	32	41	59
89	9	17	25	33	42	60

90	10	18	26	34	43	51
91	1	20	29	38	48	57

92	2	11	30	39	49	58
93	3	12	21	40	50	59

94	4	13	22	31	41	60
95	5	14	23	32	42	51

96	6	15	24	33	43	52
97	7	16	25	34	44	53

98	8	17	26	35	45	54
99	9	18	27	36	46	55
100	10	19	28	37	47	56

ТЕМА №2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕРМОДИНАМИКА

Молекулярная физика и термодинамика - раздел физики, в котором изучаются физические свойства тел в различных агрегатных состояниях на основе их молекулярного строения.

Законы и формулы к выполнению задачи по теме №2

Основы молекулярно-кинетической теории

1. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории:

	P		2
					nE ,	(2.1)
			3


где n	– концентрация молекул газа, E					– средняя кинетическая энергия
молекул.
2.	Средняя кинетическая энергия молекул:
				i	kT ,
		E				(2.2)
			2

где k – постоянная Больцмана, i – число степеней свободы, Т – температура.

3. Количество вещества:
	N	m	,	(2.3)
	N А		,	(2.3)
	N А

где N – число частиц в газе, NA – число Авогадро, m – масса газа, μ – молярная масса газа.


4.	Плотность газа, занимающего объем V:
			m		.		(2.4)

		V
5.	Уравнение Менделеева-Клапейрона:
	PV	m		RT		,	(2.5)

где P – давление, V – объем газа, μ – молярная масса газа, R – универсальная газовая постоянная, Т – температура газа.

	Термодинамика
6.	Связь между молярной С и удельной с теплоемкостями:
	С с .			(2.6)
7.	Молярная теплоемкость при постоянном объеме:
	С	i	R .	(2.7)
	С		R .	(2.7)
	V	2
		2
8.	Уравнение Майера:
	CP СV		R ,	(2.8)

где CP – молярная теплоемкость при постоянном давлении 9. Первое начало термодинамики:

Q U A ,

где Q – количество теплоты, сообщенное системе (газу); внутренней энергии газа; А – работа, совершенная газом сил.

10.Изменение внутренней энергии газа:

U 2i R T .

11.Работа, совершаемая при изменении объема газа:

A PdV .

12.Уравнения адиабатического процесса:

PV const ; т.е.

;

TV 1 const ; т.е.

γ – коэффициент Пуассона СР .

СV

(2.9)

U – изменение против внешних

(2.10)

(2.11)

(2.12)

(2.13)

13.Коэффициент полезного действия любого термодинамического цикла:


			A	,					(2.14)

			Q1
где А – работа цикла, Q1 – количество теплоты, полученного рабочим телом
от нагревателя, или
	Q1 Q2						,		(2.15)

			Q1
где Q2 – теплота, переданная рабочим телом охладителю.
14.Коэффициент полезного действия идеального цикла Карно:
		T1 T2				,			(2.16)

			T1
где Т1 и Т2 – температуры нагревателя и охладителя.
15.Изменение энтропии:
			B
S A					dQ			,	(2.17)
					T

где А и В – пределы интегрирования, соответствующие начальному и конечному состояниям системы.

Примеры решения задач по теме №2

Пример 2.1. Двухатомный газ, находящийся под давлением 0,1 МПа в сосуде объемом 0,5 м3, нагревают от 30 до 1300С. Определить количество теплоты, необходимое для изохорического нагревания газа.

Дано: P1=0,1 МПа=0,1∙106 Па, V=0,5 м3,

Т1=30 0С=303 К, Т2=130 0С=403 К,

i=5.

Найти: Q.

Решение

Количество теплоты, необходимое для нагревания можно найти по формуле:

Q cV m( T2 T1 ) .

(2.1.1)

Здесь сV – удельная теплоемкость при постоянном объеме. Молярная СV и удельная сV теплоемкости связаны соотношением:

СV	сV .					(2.1.2)
Молярная теплоемкость при постоянном объеме:
С		i		R ,		(2.1.3)

V	2

где i – число степеней свободы.
Из (2.1.2) и (2.1.3) следует, что
с			iR		.	(2.1.4)

V			2

Молярную массу газа найдем из уравнения Менедлеева-Клапейрона, характеризующего начальное состояние газа:

PV		m		RT	,	(2.1.5)

1			1

	m			RT .		(2.1.6)

	P1V		1

Подставим (2.1.6) в (2.1.4), а затем полученное выражение подставим в

(2.1.1):

	сV			iRP1V			,			(2.1.7)
	сV			2mRT1			,			(2.1.7)
				2mRT1
Q m		iRP1V				( T2		T1	),	(2.1.8)
Q m		2mRT1				( T2		T1	),	(2.1.8)
		2mRT1
	Q		iP1V		( T2		T1 ) .			(2.1.9)
	Q		2T1		( T2		T1 ) .			(2.1.9)
			2T1
Проверим размерность:	Па м3			К Дж .
Q	Па м3
Q	К
	К

Подставим в (2.1.9) числовые данные и получим значение Q:

1 / 21 2 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке новая папка 1

#
26.02.2023306.18 Кб0512337.pdf
#
26.02.2023451.63 Кб0513341.pdf
#
26.02.2023506.34 Кб0516482.pdf
#
26.02.2023556.21 Кб0516596.pdf
#
26.02.2023548.17 Кб0524322.pdf
#
26.02.2023605.05 Кб1524324.pdf
#
26.02.2023503.69 Кб1524325.pdf
#
26.02.2023258.48 Кб0530134.pdf
#
26.02.2023197.97 Кб0530136.pdf
#
26.02.2023317.42 Кб0530137.pdf
#
26.02.2023197.99 Кб0530138.pdf

38	8	11	24	37	50	53
39	9	12	25	38	41	54

40	10	13	26	39	42	55
41	1	15	29	33	47	51
42	2	16	30	34	48	52

43	3	17	21	35	49	53
44	4	18	22	36	50	54

45	5	19	23	37	41	55
46	6	20	24	38	42	56

47	7	11	25	39	43	57
48	8	12	26	40	44	58

49	9	13	27	31	45	59
50	10	14	28	32	46	60

51	1	16	21	36	42	57
52	2	17	22	37	43	58

53	3	18	23	38	44	59
54	4	19	24	39	45	60

55	5	20	25	40	46	51
56	6	11	26	31	47	52
57	7	12	27	32	48	53

58	8	13	28	33	49	54
59	9	14	29	34	50	55

60	10	15	30	35	41	56
61	1	17	23	39	46	52

62	2	18	24	40	47	53
63	3	19	25	31	48	54

64	4	20	26	32	49	55
65	5	11	27	33	50	56

66	6	12	28	34	41	57
67	7	13	29	35	42	58

68	8	14	30	36	43	59
69	9	15	21	37	44	60
70	10	16	22	38	45	51

71	1	18	25	32	50	57
72	2	19	26	33	41	58

73	3	20	27	34	42	59
74	4	11	28	35	43	60

75	5	12	29	36	44	51
76	6	13	30	37	45	52

77	7	14	21	38	46	53
78	8	15	22	39	47	54

79	9	16	23	40	48	55
80	10	17	24	31	49	56

81	1	19	27	35	44	52
82	2	20	28	36	45	53

83	3	11	29	37	46	54
84	4	12	30	38	47	56
85	5	13	21	39	48	56

86	6	14	22	40	49	57
87	7	15	23	31	50	58

88	8	16	24	32	41	59
89	9	17	25	33	42	60

90	10	18	26	34	43	51
91	1	20	29	38	48	57

92	2	11	30	39	49	58
93	3	12	21	40	50	59

94	4	13	22	31	41	60
95	5	14	23	32	42	51

96	6	15	24	33	43	52
97	7	16	25	34	44	53

98	8	17	26	35	45	54
99	9	18	27	36	46	55
100	10	19	28	37	47	56

38	8	11	24	37	50	53
39	9	12	25	38	41	54

40	10	13	26	39	42	55
41	1	15	29	33	47	51
42	2	16	30	34	48	52

43	3	17	21	35	49	53
44	4	18	22	36	50	54

45	5	19	23	37	41	55
46	6	20	24	38	42	56

47	7	11	25	39	43	57
48	8	12	26	40	44	58

49	9	13	27	31	45	59
50	10	14	28	32	46	60

51	1	16	21	36	42	57
52	2	17	22	37	43	58

53	3	18	23	38	44	59
54	4	19	24	39	45	60

55	5	20	25	40	46	51
56	6	11	26	31	47	52
57	7	12	27	32	48	53

58	8	13	28	33	49	54
59	9	14	29	34	50	55

60	10	15	30	35	41	56
61	1	17	23	39	46	52

62	2	18	24	40	47	53
63	3	19	25	31	48	54

64	4	20	26	32	49	55
65	5	11	27	33	50	56

66	6	12	28	34	41	57
67	7	13	29	35	42	58

68	8	14	30	36	43	59
69	9	15	21	37	44	60
70	10	16	22	38	45	51

71	1	18	25	32	50	57
72	2	19	26	33	41	58

73	3	20	27	34	42	59
74	4	11	28	35	43	60

75	5	12	29	36	44	51
76	6	13	30	37	45	52

77	7	14	21	38	46	53
78	8	15	22	39	47	54

79	9	16	23	40	48	55
80	10	17	24	31	49	56

81	1	19	27	35	44	52
82	2	20	28	36	45	53

83	3	11	29	37	46	54
84	4	12	30	38	47	56
85	5	13	21	39	48	56

86	6	14	22	40	49	57
87	7	15	23	31	50	58

88	8	16	24	32	41	59
89	9	17	25	33	42	60

90	10	18	26	34	43	51
91	1	20	29	38	48	57

92	2	11	30	39	49	58
93	3	12	21	40	50	59

94	4	13	22	31	41	60
95	5	14	23	32	42	51

96	6	15	24	33	43	52
97	7	16	25	34	44	53

98	8	17	26	35	45	54
99	9	18	27	36	46	55
100	10	19	28	37	47	56

38	8	11	24	37	50	53
39	9	12	25	38	41	54

40	10	13	26	39	42	55
41	1	15	29	33	47	51
42	2	16	30	34	48	52

43	3	17	21	35	49	53
44	4	18	22	36	50	54

45	5	19	23	37	41	55
46	6	20	24	38	42	56

47	7	11	25	39	43	57
48	8	12	26	40	44	58

49	9	13	27	31	45	59
50	10	14	28	32	46	60

51	1	16	21	36	42	57
52	2	17	22	37	43	58

53	3	18	23	38	44	59
54	4	19	24	39	45	60

55	5	20	25	40	46	51
56	6	11	26	31	47	52
57	7	12	27	32	48	53

58	8	13	28	33	49	54
59	9	14	29	34	50	55

60	10	15	30	35	41	56
61	1	17	23	39	46	52

62	2	18	24	40	47	53
63	3	19	25	31	48	54

64	4	20	26	32	49	55
65	5	11	27	33	50	56

66	6	12	28	34	41	57
67	7	13	29	35	42	58

68	8	14	30	36	43	59
69	9	15	21	37	44	60
70	10	16	22	38	45	51

71	1	18	25	32	50	57
72	2	19	26	33	41	58

73	3	20	27	34	42	59
74	4	11	28	35	43	60

75	5	12	29	36	44	51
76	6	13	30	37	45	52

77	7	14	21	38	46	53
78	8	15	22	39	47	54

79	9	16	23	40	48	55
80	10	17	24	31	49	56

81	1	19	27	35	44	52
82	2	20	28	36	45	53

83	3	11	29	37	46	54
84	4	12	30	38	47	56
85	5	13	21	39	48	56

86	6	14	22	40	49	57
87	7	15	23	31	50	58

88	8	16	24	32	41	59
89	9	17	25	33	42	60

90	10	18	26	34	43	51
91	1	20	29	38	48	57

92	2	11	30	39	49	58
93	3	12	21	40	50	59

94	4	13	22	31	41	60
95	5	14	23	32	42	51

96	6	15	24	33	43	52
97	7	16	25	34	44	53

98	8	17	26	35	45	54
99	9	18	27	36	46	55
100	10	19	28	37	47	56