microbik.ru
  1 ... 7 8 9 10 11

13. Реальный газ

13.1. Несколько молей реального газа


Записать уравнение Ван-дер-Ваальса для газа, содержащего молей.

13.2. Критические параметры


Рассчитать критические параметры pk, Vk, Tk уравнения Ван-дер-Ваальса.

13.3. Приведенные параметры


Записать уравнение Ван-дер-Ваальса в приведенных параметрах

, , ,

т.е. таких параметрах, когда за единицы приняты критическая температура, критическое давление и критический объем моля газа.

14. Эффект Джоуля-Томсона

14.1. Внутренняя энергия реального газа


Два теплоизолированных баллона соединены между собой трубкой с вентилем. В одном баллоне объемом V1 = 10 л находится v=2,5 моль углекислого газа. Второй баллон объемом V2 = 100 л откачан до высокого вакуума. Вентиль открыли, и газ расширился. Считая газ ван-дер-ваальсовским, найти приращение его температуры.

U = CVT-a/VM; ΔT = - νa V2(γ – 1)/RV1(V1 + V2) = -3.0К

14.2. Дросселирование воздуха


Адиабатное расширение воздуха дросселированием производят при температуре Т=27˚С и перепаде давлений p=1атм=105Па; постоянные Ван-дер-Ваальса a = 0,139 Н·м4/моль2, b=3,9·10-5 м3/моль и Сp=29,3Дж/мольК. Определить понижение температуры воздуха при его дросселировании.

14.3. На перевале холодно


Сухой воздух переносится слабым ветром через горный перевал высотой 1 км. Принимая, что воздух, поднимаясь в атмосфере, расширяется как идеальный газ, оцените, на сколько температура воздуха на перевале ниже, чем у подножья гор.

14.4. Тяга


Фабричная труба высоты 50 м выносит дым при температуре 60°С. Определите перепад давления в трубе, обеспечивающий тягу. Температура воздуха –10°С, плотность воздуха 1,29 кг/м3.

14.5. Реактивная сила


В сосуде находится газ под давлением Р. В стенке сосуда имеется отверстие площади s, размеры которого малы по сравнению с длиной свободного пробега молекул газа. Определите реактивную силу, испытываемую сосудом при истечении газа в вакуумное пространство.

14.6. Реактивное топливо


Определите максимальную скорость истечения газа из сопла ракеты, если тяга ракеты создается в результате реакций:

а) 2Н2 + О2 = 2Н2О + 483 кДж/моль;

б) 2А1 + 3/2 О2 = А12О3 + 1,65 МДж/моль;

в) Be + ½ О2 = ВеО + 610 кДж/моль.

14.7. Пучок ксенона


Экспериментатору нужен пучок атомов ксенона, скорость которых равна 1 км/с. Атомная масса ксенона 131.

а. При какой температуре газа, адиабатически истекающего в вакуум, можно получить такой пучок?

б. Какую скорость могут приобрести атомы ксенона при истечении в вакуум смеси водорода и малого количества ксенона, находящихся при комнатной температуре?

14.8. Изменение скорости звука с температурой


Найти адиабатическую сжимаемость ад идеального газа при квазистатическом адиабатическом сжатии. Скорость звука определяется соотношением с = ( — плотность). Считая, что дифференцирование производится при адиабатическом изменении, вычислить скорость звука в воздухе при 1 атм и 0° С и найти ее зависимость от температуры.

14.9. Работа в бегущей волне *


Вдоль струны слева направо распространяются поперечные волны частоты  с амплитудой а. Натяжение струны равно Т. Определить работу, производимую за период частью струны, расположенной слева от некоторой точки на струне, над частью, расположенной справа от этой точки


<< предыдущая страница   следующая страница >>