Вопросы для самоконтроля изученного материала Реальные газы
1. В чем отличие реального газа от идеального? При каких условиях в поведении газов наступает отступление от законов Менделеева-Клапейрона?
2. Каков физический смысл поправок в уравнении Ван-дер-Ваальса? Как они вычисляются: а) из молекулярно-кинетической теории; б) через параметры критического состояния?
3. Как будут располагаться изотермы Ван-дер-Ваальса на графике PV для различных температур? Какой вид будет иметь изотерма Ван-дер-Ваальса: а) для температуры ниже критической; 6) для температуры выше критической?
4. Сравните изотермы Ван-дер-Ваальса с экспериментальными кривыми для одного и того же газа.
5.Какой эффект Джоуля-Томсона называют положительным, какой отрицательным?
6. От каких параметров зависит температура инверсии? Как записать эту зависимость? Каков физический смысл температуры инверсии?
7. Что называют насыщенным паром? Чем определяется давление насыщенного пара?
8. Какой физический смысл имеют величины b, V-b, а/V2, входящие в уравнение Ван-дер-Ваальса?
9. Для двух различных газов, взятых в равных количествах и имеющих одинаковые объемы и температуры, рассчитали давление по уравнению Ван-дер-Ваальса. Результаты сравнили с давлением идеального газа с такими же параметрами. Оказалось, что давление одного газа больше давления идеального газа, другое меньше. Чем объяснить полученные отличия в давлениях?
10.Зависимость
давления от объема, полученная при
решении уравнения Ван-дер-Ваальса,
изображена на рис.1, экспериментальная
кривая показана на рис.2. Чем объясняется
различие в графиках?
Рис.1 Рис.2
12. В каком агрегатном состоянии находится вещество, если его состояние на графике (рис.2) определяется точками 1,2,3?
13.Какому физическому состоянию соответствуют участки ав, вб, dl кривой на рис. 1?
14.Что можно сказать о значениях заштрихованных площадей на рис.1?
15.Как с увеличением температуры вещества меняется ход графиков, приведенных на рис.1?
16.В замкнутом сосуде, содержащем некоторое вещество в двух фазах, поддерживается постоянное давление. Температура постепенно повышается от значения меньшего критического до значения большего критического. Начертите на координатной плоскости VT примерные графики процесса для случаев: а) давление равно критическому; б) давление больше критического; в) давление меньше критического. Считайте, что при температурах больших критической, вещество имеет свойства идеального газа.
17.Чем объясняется, что в процессе дросселирования при комнатной температуре водород нагревается, а кислород охлаждается?
18.Каков в опыте Джоуля-Томсона знак приращения внутренней энергии газа? Энтропии? Тепловой функции? (энтальпии)
19.Начертите экспериментальную изотерму процесса сжатия реального газа и объясните ход графика.
20.Каков смысл коэффициента в уравнении Ван-дер-Ваальса и как он выражается через размеры атомов?
21.Каков смысл коэффициента а в уравнении Ван-дер-Ваальса и как он определяется?
22.Начертите изотерму Ван-дер-Ваальса и укажите, каким состояниям соответствуют различные участки изотермы?
23.Что такое критическая температура?
24.3а счет каких физических факторов сжимаемость реального газа при малом давлении больше, чем идеального, а при большом — меньше?
25.Какие соображения позволяют выбрать давление, при котором должна быть проведена горизонтальная изотерма реального газа, соответствующая двухфазному состоянию?
26.Как наглядно объяснить зависимость знака дифференциального эффекта Джоуля-Томсона от давления газа?
27.Каким физическим условиям в газе соответствует точка инверсии дифференциального эффекта Джоуля-Томсона?
28.Чем свойства пара отличаются от свойств газа? При каких условиях к пару можно применить газовые законы?
29.От каких термодинамических параметров зависит внутренняя энергия газа
Ван-дер-Ваальса?
30.В чем заключается эффект Джоуля-Томсона? Каким уравнением описывается это явление?
31.В чем сущность процесса дросселирования газа? Является ли выпуск сжатого газа в пустоту процессом дросселирования? Как изменяется температура идеального газа при выпуске его в пустоту?
32.В чем заключается явление Джоуля-Томсона? Каким уравнением описывается это явление?
33.Какая температура называется температурой инверсии Джоуль-Томсон эффекта?
34.Какие значения должны иметь величины а и b в уравнении Ван-дер-Ваальса, чтобы газ всегда охлаждался при дросселировании?
35.Какие участки кривой Ван-дер-Ваальса соответствует нестабильным и метастабильным состояниям? Объясните смысл и возможность осуществления этих состояний.
36.Что такое перегретая жидкость? Укажите ее область на изотерме Ван-дер-Ваальса.
37.Что такое дросселирование газа? Почему процесс дросселирования в идеальном газе не сопровождается изменением температуры, а в не идеальном газе сопровождается?
38. Что происходит с газом Ван-дер-Ваальса с поправкой а =0 в опыте Джоуля-Томсона, газ нагревается, охлаждается или температура газа не меняется?
39. Что происходит с газом Ван-дер-Ваальса с поправкой в =0 в опыте Джоуля-Томсона, газ нагревается, охлаждается или температура газа не меняется?
40.Какое значение имеет приращение внутренней энергии газа ΔU в опыте Джоуля-Томсона для случая, когда начальное состояние характеризуется точкой, лежащей па кривой инверсии, - положительное, отрицательное или не изменяется?
41.Как изменяются температуры водорода и кислорода в результате дросселирования при комнатной температуре?
42. Получите приведенное уравнение Ван-дер-Ваальса. В чем его преимущество?
43. Каким выражением определяется критическая температура газа Ван-дер-Ваальса?
44. Каким выражением определяется критический объем газа Ван-дер-Ваальса?
45. Каким выражением определяется критическое давление газа Ван-дер-Ваальса?
46. Какому выражению соответствует связь между давлением, объемом и температурой киломоля газа Ван-дер-Ваальса в критической точке?
48. Найти приращение энтропии ΔS киломоля газа Ван-дер-Ваальса при изотермическом расширении от объема V1 до объема V2. Считать, что поправка Ван-дер-Ваальса в известна.