- •Физика сборник задач по электростатике
- •Введение
- •Количественное распределение задач по параграфам и по уровню сложности
- •01. Закон Кулона. Взаимодействие заряженных тел формулы
- •01.01. Взаимодействие точечных зарядов
- •01.02. Взаимодействие точечного заряда с зарядом, равномерно распределенным
- •02. Напряженность электрического поля. Электрическое смещение формулы
- •02.01. Напряженность поля точечных зарядов
- •Напряженность поля.
- •02. Молекулярно-кинетическая теория газов формулы.
- •02.01. Концентрация молекул
- •02.02. Основное уравнение кинетической теории газов. Энергия молекул
- •02.03. Скорости молекул
- •03. Элементы статистической физики формулы
- •03.01. Распределение Больцмана
- •03.02. Распределение молекул по скоростям и импульсам
- •03.03. Распределение молекул по кинетическим энергиям поступательного движения
- •03.04. Длина свободного пробега и число столкновений молекул
- •03.05. Явления переноса: диффузия, вязкость, теплопроводность
- •04. Физические основы термодинамики формулы
- •04.01. Вычисление количества теплоты
- •04.02. Уравнение теплового баланса
- •04.03. Теплоемкость идеального газа
- •04.04. Работа расширения газа
- •04.05. Первое начало термодинамики
- •04.07. Энтропия
- •05. Реальные газы. Жидкости формулы
- •05.01. Уравнение Ван-дер-Ваальса
- •05.02. Критическое состояние
- •05.03. Внутренняя энергия
- •05.04. Поверхностное натяжение. Капиллярные явления
- •05.05. Гидродинамика
02.03. Скорости молекул
Уровень 1.
1. Найти 1) среднюю квадратичную ‹ʋкв›, 2) среднюю арифметическую ‹ʋ›, 3) наиболее вероятную ʋв скорости молекул водорода. Вычисления выполнить для температуры T = 20 К. R = 8,31 Дж/(моль·К). Молярная масса водорода M = 0,002 кг/моль. π = 3,14. Полученный ответ округлите до целого значения.
1) [408] [407] 2) [460] [461] 3) [500] [499]
2. Найти 1) среднюю квадратичную ‹ʋкв›, 2) среднюю арифметическую ‹ʋ›, 3) наиболее вероятную ʋв скорости молекул водорода. Вычисления выполнить для температуры T = 300 К. R = 8,31 Дж/(моль·К). Молярная масса водорода M = 0,002 кг/моль. π = 3,14.
1) [1579] [1578] 2) [1782] [1783] 3) [1934] [1933]
3. Найти 1) среднюю квадратичную ‹ʋкв›, 2) среднюю арифметическую ‹ʋ›, 3) наиболее вероятную ʋв скорости молекул водорода. Вычисления выполнить для температуры T = 5 кК. R = 8,31 Дж/(моль·К). Молярная масса водорода M = 0,002 кг/моль. π = 3,14.
1) [7895] [7894] 2) [7275] [7276] 3) [6446] [6445]
4. При какой температуре T средняя квадратичная скорость атомов гелия станет равной второй космической скорости ʋ2 = 11,2 км/с? R = 8,31 Дж/(моль·К). Молярная масса гелия M = 0,004 кг/моль. Полученный ответ умножьте на 10-3 и округлите до целого значения. [20] [21]
5. При какой температуре T молекулы кислорода имеют такую же среднюю квадратичную скорость ‹ʋкв›, как молекулы водорода при температуре T1 = 100 К? [1600]
6. Смесь гелия и аргона находится при температуре T = 1,2 кК. Определить среднюю кинетическую энергию атомов гелия и аргона. k = 1,38·10-23 Дж/К. Полученный ответ умножьте на 1023. [2482]
7. Смесь гелия и аргона находится при температуре T = 1,2 кК. Определить среднюю квадратичную скорость ‹ʋкв› атомов 1) гелия 2) и аргона. Молярная масса гелия M = 0,004 кг/моль, молярная масса аргона M = 0,040 кг/моль. R = 8,31 Дж/(моль·К). Полученный ответ округлите до целого значения.
1) [2735] [2734] 2) [865] [864]
8. Взвешенные в воздухе мельчайшие пылинки движутся так, как если бы они были очень крупными молекулами. Определить среднюю квадратичную скорость ‹ʋкв› пылинки массой m = 10·10–10 г, если температура T воздуха равна 300 К. k = 1,38·10-23 Дж/К. Полученный ответ умножьте на 106 и округлите до целого значения. [352] [353]
9. Определить среднюю скорость ʋср молекул водорода при температуре T = 400 К. π = 3,14. Молярная масса водорода M = 0,002 кг/моль. R = 8,31 Дж/(моль·К). Полученный ответ округлите до целого значения. [2058] [2057]
10. Определить наиболее вероятную скорость ʋв молекул водорода при температуре T = 400 К. молярная масса водорода M = 0,002 кг/моль. R = 8,31 Дж/(моль·К). Полученный ответ округлите до целого значения. [1823] [1824]
Уровень 2.
1. При какой температуре (в °С) находился газ, если при его охлаждении до – 73°С средняя квадратичная скорость его молекул уменьшилась в 2 раза? [527]
2. Во сколько раз средняя квадратичная скорость ‹ʋкв› молекул кислорода больше средней квадратичной скорости пылинки массой m· = 10–8 г, находящейся среди молекул кислорода? Молярная масса кислорода M = 0,032 кг/моль. NА = 6,022·1023. Полученный ответ умножьте на 10-5 и округлите до целого значения. [137] [138]
3. Определить среднюю арифметическую скорость ‹ʋ› молекул газа, если их средняя квадратичная скорость ‹ʋкв› = 1 км/с. π = 3,14. Полученный ответ округлите до целого значения. [922] [921]
Уровень 3.
1. Давление газа 30 кПа, его плотность 1 кг/м3. Чему равна средняя квадратичная скорость молекул газа? [300]
2. Плотность одного газа при давлении 400 кПа равна 1,6 кг/м3. Второй газ массой 2 кг занимает объем 10 м3 при давлении 200 кПа. Во сколько раз средняя квадратичная скорость молекул второго газа больше, чем первого? [2]
3. Колба вместимостью V = 4 л содержит некоторый газ массой m = 0,6 г под давлением p = 200 кПа. Определить среднюю квадратичную скорость ‹ʋкв› молекул газа. [2000]
Уровень 4.
1. При повышении температуры газа на 100 К средняя квадратичная скорость его молекул возросла от 300 до 500 м/с. На сколько еще градусов надо поднять температуру, чтобы средняя квадратичная скорость возросла до 700 м/с? [150]