Упражнение 3 на тему: Молекулярно-кинетическая теория идеального газа

1. При какой температуре молекулы кислорода имеют такую же среднюю квадратичную скорость, что и молекулы азота при температуре 100 °С?

2. На стенку площадью S налетает поток молекул со средней скоростью . Число молекул, движущихся по направлению к стенке, в единице объема n₀, масса каждой молекулы m₀. Найдите действующую на стенку силу и давление, если молекулы движутся перпендикулярно стенке и удары молекул о стенку абсолютно неупругие.

3. Какое давление на стенки сосуда производит водород, если число молекул в 1 см³ равно 4,1 • 10¹⁸, а средняя квадратичная скорость его молекул 2400 м/с?

4. Определите число молекул кислорода в 1 м³, если давление равно 77 кПа, а средняя квадратичная скорость его молекул 400 м/с.

5. Определите плотность газа, молекулы которого производят на стенки сосуда давление 1,6 • 10⁵ Па. Средняя квадратичная скорость молекул 800 м/с.

6. Какова средняя квадратичная скорость молекул газа, который занимает объем 1,3 м³ при давлении 5 • 10⁴ Па? Масса газа 60 г.

7. В цилиндре вместимостью 1,2 л содержится газ под давлением 10⁵ Па. Среднее значение кинетической энергии каждой молекулы равно 6 • 10^-21 Дж. Сколько молекул газа находится в цилиндре?

8. Сколько молекул воздуха выходит из комнаты объемом V⁰ при повышении температуры от T¹ до Т²? Атмосферное давление равно р0.

9. Плотность смеси азота и водорода при температуре t — 47 °С и давлении р = 2 атм равна ρ = 0,3 г/л. Найдите концентрации молекул азота и водорода в смеси.

10. Ампула объемом V = 1 см³, содержащая воздух при нормальных условиях, оставлена в космосе, где давление можно считать равным нулю. В ампуле проделано отверстие. Через какое время давление в ампуле станет равным нулю, если считать, что через отверстие каждую секунду вылетает 100 млн молекул?

11. При повышении температуры идеального газа на 150 К средняя квадратичная скорость его молекул возросла с 400 до 500 м/с. На сколько надо нагреть этот газ, чтобы увеличить среднюю квадратичную скорость его молекул от 500 до 600 м/с?

12. Изменится ли внутренняя энергия идеального газа при его изотермическом сжатии?

13. Одноатомный газ, находящийся при постоянном давлении р = 2 • 10⁶ Па в цилиндре под поршнем площадью S = 160 см², нагревается так, что поршень перемещается на расстояние Δh = 15 см. Найдите изменение внутренней энергии газа.