30. Молекулярная физика: задачи по физике с ответами без решений

(Все задачи по молекулярно-кинетической теории и ответы к ним находятся в zip-архиве (290 кб), который можно скачать и открыть на своем компьютере. Попробуйте решить задачи самостоятельно и только потом сравнивать свои ответы с нашими. Желаем успехов!)

30.1.   Кристаллическая ячейка железа представляет собой куб, в вершинах которого находится по одному атому, и еще один атом в центре куба. Сколько атомов приходится на одну ячейку и каково минимальное расстояние между атомами? Молярная масса железа М = 55,9 г/моль; плотность железа ρ = 7,87 г/см3.   [2 атома на ячейку]

30.2.   Кристаллическая решетка алюминия представляет собой куб, в вершинах которого находится по одному атому, и еще один атом в центре каждой грани куба. Сколько атомов приходится на одну ячейку и каково минимальное расстояние между атомами? Молярная масса и плотность алюминия: М = 27 г/моль и ρ = 2,7 г/см3.   [ ≅ 2.5×10−10 м ]

30.3.   Оценить количество молекул воздуха в атмосфере Земли.   [ ≅ 1044 ]

30.4.   При взрыве атомной бомбы, содержащей 1 кг плутония получается одна радиоактивная частица на каждый атом плутония. Предполагая, что ветры равномерно разносят продукты взрыва по всей атмосфере, определите сколько радиоактивных частиц будет содержатся в 1 дм3 воздуха у поверхности Земли? Молярная масса плутония 244 г/моль.   [700]

30.5.   Средняя плотность межзвездного газа – одна частица на 1 см3. Какую массу воды необходимо испарить, чтобы заменить частицы межзвездного газа молекулами воды в сфере радиусом равным радиусу орбиты Луны R = 380 000 км?   [7000 т]

30.6.   Где больше атомов; в стакане воды или в стакане ртути? Молярная масса воды и ртути: 18 г/моль и 200,6 г/моль.   [смотрите ответ в общем файле темы]

30.7.   Сколько молекул содержится в 1 мм3 воздуха при давлении 10−10 Па при температуре 27° С?   [24]

30.8.   При 0° С молекулы кислорода имеют среднюю скорость 460 м/с. Какова средняя скорость молекул азота при этой же температуре?   [490 м/с]

30.9.   При 0°С средняя скорость молекул кислорода 460 м/с. Какова средняя скорость молекул водорода при 100 °С?   [2190 м/с]

30.10.   Как изменяется давление идеального газа при увеличении средней скорости его молекул на 20 %?   [увеличивается на 44 %]

30.11.   При повышении температуры идеального газа на ΔT1 = 150 K средняя скорость движения его молекул увеличилась с v1 = 400 м/с до v2 = 500 м/с. На сколько еще нужно нагреть этот газ, чтобы увеличить среднюю скорость его молекул до v3 = 600 м/с?   [ ≅ 183 K]

30.12.   Два одинаковых сосуда, содержащие одинаковое число молекул азота, соединены трубкой с краном. В первом сосуде средняя скорость движения молекул равна v1 = 400 м/с, а во втором —   v2 = 500 м/с. Какова будет средняя скорость молекул, если кран открыть? Система изолирована.   [ ≅ 453 м/с ]

30.13.   Средняя скорость молекул газа равна 400 м/с. Какой объем занимает 1 кг газа при давлении 1атм? [ 0,54 м3 ]

30.14.   Чему равна средняя энергия поступательного движения молекул азота, если 2 кг его в сосуде объемом 2 м3 оказывает давление 1,5×105 Па?   [10,5×10−21 Дж]

30.15.   Найдите среднюю скорость молекул газа, если имея массу 6 кг, он занимает объем 4,9 м3 при давлении 200 кПа.   [700 м/с]

30.16.   В пустой сосуд впустили N1 молекул газа с молярной массой M1 и N2 молекул газа с молярной массой M2. Найти молярную массу смеси.   [смотрите ответ в общем файле темы]

30.17.   Два сосуда, содержащие некоторые газы, соединены трубкой с краном. Давление в сосудах p1 и p2, а число молекул N1 и N2 соответственно. Каким будет давление, если кран открыть. Температура неизменна.   [смотрите ответ в общем файле темы]

30.18.   В сосуде находится идеальный газ. Давление газа — po. Каким стало бы давление газа на стенки сосуда, если бы половина падающих молекул начала бы прилипать к стенкам сосуда?   [3po/4]

30.19.   Стенки сосуда, в котором находится газ при температуре T, имеют температуру Tc. В каком случае давление газа на стенки сосуда будет больше: когда стенки теплее (Тc > Т) или когда холоднее (Тc < Т)?   [смотрите ответ в общем файле темы]

к задаче 30.2030.20.   В горизонтальной трубе имеются две тонкие перегородки, в которых имеются два одинаковых очень маленьких отверстия (меньше длины свободного пробега молекул). Слева от перегородок находится гелий при давлении p и температуре T, а справа тоже гелий при давлении p и температуре 2T (рис.). Найти установившееся давление и температуру между перегородками.   [смотрите ответ в общем файле темы]

30.21.   Сосуд разделен тонкой перегородкой на две части. В одной части смесь водорода и гелия при одинаковых парциальных давлениях, а в другой – вакуум. В перегородке на очень короткое время открывается очень маленькое отверстие. Определить отношение давления водорода к давлению гелия во второй части сосуда.   [ √2 ]

30.22.   Разреженный газ вытекает и сосуда через очень маленькое отверстие. При этом половина газа вытекает за время 10 с. За какое время вытечет половина газа, если все линейные размеры сосуда, включая размеры отверстия, увеличить в три раза?   [30 c]


Далее: законы идеального газа.   |   Вернуться к списку разделов молекулярно-кинетической теории.

Надоело разбираться?