Энтропия

1.21. При одинаковых начальных и конечных температурах системы, в каком процессе: изохорическом или изобарическом, изменение энтропии системы будет больше?

2.21. Найдите изменение энтропии при превращении 1 кг льда в воду при температуре плавления. Удельная теплота плавления льда равна 3,35·10⁵ Дж/кг.

Ответ: 1,23 кДж/К.

3.21. Один киломоль идеального газа изобарически расширяется так, что при этом происходит увеличение энтропии на 5,75 кДж/К. Определите логарифм отношения термодинамических вероятностей конечного и начального состояний газа.

Ответ: 4,2·10²⁶.

4.21. Два моля идеального газа сначала изохорически охладили, а затем изобарически расширили так, что температура газа стала равной первоначальной. Найдите приращение энтропии газа, если его давление в этом процессе изменилось в 3,3 раза.

Ответ: 19,84 Дж/К.

14. Реальные газы и жидкости

А. Реальные газы

21. Какая температура называется температурой инверсии ин­тегрального эффекта Джоуля – Томсона?

2.21. Найти внутреннюю энергию хлористого водорода, если V = 1 см³, m = 1 г, T = 300 К.

Ответ: 91 Дж.

3.21. Найти внутреннее давление, обусловленное силами взаимо­действия молекул, заключенных в 1 кмоле газа, находящегося при нормальных условиях. Критическая температура Т_кр = 417 К.

Ответ: 1,310³ Н/м².

Б. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа. Явления ка­пиллярности и смачивания. Испарение и кипение жидкостей

21. Какой пар называется насыщенным?

2.21. Давление в пузырьках воздуха, образующихся в воде на глубине 3,5 м, равно 215 кПа. Чему равен размер пузырьков, если атмосферное давление 100 кПа?

Ответ: 1,80 мкм.

3.21. Мыльная пленка имеет площадь 2 см². Найти изменение эн­тропии пленки при увеличении ее площади до 3 см² (T = 273 К = const). Известно, что

Ответ: 7,3210^9 Дж/К.

Вариант № 22.

ДАВЛЕНИЕ ГАЗА. ТЕМПЕРАТУРА И СРЕДНЯЯ ЭНЕРГИЯ

ТЕПЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ.

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

1.22. Из уравнения Менделеева – Клапейрона получите связь между давлением и средней кинетической энергией теплового движения частиц газа.

2.22.Емкость закрытого объема 4 м³, температура 600 К. Найти давление газовой смеси, состоящей из 2,2 кг углекислого газа и 2 кг кислорода.

Ответ: 1,410⁵Па.

3.22. Баллон содержит водород массой m = 10 г при температуре Т = 280 К. Определить кинетическую энергию поступательного движения и полную кинетическую энергию всех молекул газа.

Ответ: 17,5 кДж; 29,1 кДж.

4.22. Найти максимальную температуру идеального газа в процессе, где давление изменяется по закону Р = Р₀  V₂, где Р₀ и   положительные постоянные. Определить размерность  и изобразить процесс на Р, Т диаграмме.

Ответ:

.

Распределения максвелла и больцмана

1.22. Сформулируйте теорему о сложении и произведении вероятностей.

2.22. Во сколько раз надо расширить адиабатически газ, состоящий из жестких двухатомных молекул, чтобы их средняя квадратичная скорость уменьшилась в  = 1,5 раза.

Ответ: 7,6 раза.

3.12. Смесь гелия и неона находится при температуре Т = 350 К. При каком значении скорости v молекул функции распределения Максвелла f(v) будут равны. Нарисуйте примерные графики функции и дайте качественный анализ этих графиков.

Ответ: 930 м/с.

4.22. Смесь газов Н₂ и Не находится при температуре Т = 600 К. При каком значении скорости v молекул значения функции распределения Максвелла будут одинаковыми для обоих газов? Нарисуйте графики функций f(v) и обсудите полученный результат.

Ответ: 3227 К.