Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Столкновения молекул. Явления переноса



– среднее число столкновений молекулы с другими молекулами в единицу времени;

– среднее время свободного пробега;

– средняя длина свободного пробега;

эффективное сечение молекулы, где d – эффективный диаметр молекулы;

; – уравнение диффузии;

; – закон Ньютона для вязкости;

– уравнение теплопроводности;

; ; – коэффициенты диффузии, вязкости и теплопроводности для газа; здесь и – удельная и молярная теплоемкости идеального газа.

 

91. # В колбе объемом 100 см3 находится 0.5 г азота. Найти среднюю длину свободного пробега молекул азота, среднее число столкновений в 1 с каждой молекулы этого газа с остальными молекулами и общее число столкновений всех молекул в колбе за 1 с. Температура 00С. Эффективный диаметр принять 0.3 нм.

92. # При температуре 273 К средняя длина свободного пробега молекул кислорода 95 нм. Чему будет равно среднее число столкновений в 1 с молекул кислорода, если сосуд откачать до 0.01 первоначального давления? Температура постоянна.

93. # В сферической колбе объемом 1 л находится азот. При какой плотности азота средняя длина свободного пробега молекул азота больше размеров сосуда? Эффективный диаметр принять 0.3 нм.

94. # Баллон вместимостью 10 л содержит водород массой 1 г под давлением 125 кПа. Определить среднюю продолжительность свободного пробега молекул. Диаметр молекул 0.23 нм.

95. # Как изменятся коэффициент диффузии и вязкость идеального газа, если объем увеличится изобарически в 10 раз?

96. # Коэффициент теплопроводности кислорода равен 3.25.10-2 Вт/м.К. Найти коэффициент вязкости при тех же условиях.

97. # Найти количество азота, прошедшего через площадку 100 см2 за 10 с, если градиент плотности равен 1.26 кг/м4. Температура азота 270С, средняя длина свободного пробега 0.1 мкм.

98. # Самолет летит со скоростью 360 км/ч. Считая, что толщина слоя воздуха у крыла самолета, увлекаемого вследствие вязкости, равна 4 см, найти касательную силу, действующую на каждый м2 поверхности крыла. Диаметр молекулы воздуха 0.3 нм, температура 00С.

99. # Диаметр молекулы воздуха 0.3 нм. Найти коэффициент диффузии, теплопроводности и вязкости при 283 К и давлении 1 атм.

100. # Температура в комнате 293 К, снаружи 253 К. Размеры стены комнаты, выходящей на улицу, 2.7х5 м2, толщина стены 0.5 м. Какое количество теплоты теряется в 1 с, если коэффициент теплопроводности кирпича 0.7 Вт/м.К? Потерями теплоты через внутренние стены, пол и потолок пренебречь.



101. Найти среднюю длину свободного пробега молекул углекислого газа при температуре 1000С и давлении 13.3 Па. Диаметр молекулы 0.32 нм.

102. Найти среднее число столкновений в единицу времени молекул СО2 при температуре 1000С, если средняя длина свободного пробега молекул 870 мкм.

103. Найти среднее число столкновений в единицу времени молекулы азота при давлении 53.33 кПа и температуре 270С. Эффективный диаметр принять 0.3 нм.

104. Средняя длина свободного пробега молекул кислорода при 300 К равна 41.7 мкм. Определить среднее время свободного пробега молекул в этих условиях.

105. Средняя длина свободного пробега молекул кислорода при температуре 273 К равна 0.1 мкм. Вычислить среднюю арифметическую скорость молекул и число соударений в секунду.

106. Найти среднюю длину свободного пробега молекул воздуха при температуре 293 К и давлении 0.15 МПа. Эффективный диаметр молекул воздуха принять 0.3 нм.

107. При каком давлении средняя длина свободного пробега молекул водорода равна 2.5 cм? Температура 670С. Диаметр молекулы водорода 0.23 нм.

108. Баллон емкостью 10 л содержит 1 г водорода. Определить среднюю длину свободного пробега молекул. Диаметр молекулы водорода 0.23 нм.

109. Найти среднее количество столкновений, которые испытывает за 1 с молекула аргона при температуре 290 К и давлении 0.1 мм рт.ст. Эффективный диаметр молекулы аргона равен 0.29 нм. Молярная масса 0.04 кг/моль.

110. Какое давление надо создать внутри сферического сосуда, диаметр которого равен 1 см, чтобы молекулы не сталкивались друг с другом? Диаметр молекулы газа принять равным 0.3 нм, температуру газа равной 00С.

111. Какое давление надо создать внутри сферического сосуда, диаметр которого равен 100 см, чтобы молекулы не сталкивались друг с другом? Диаметр молекулы газа принять равным 0.3 нм, температуру газа равной 200С.



112. Найти количество столкновений, которые испытывают друг с другом за 1 с все молекулы аргона при температуре 290 К и давлении 0.1 мм рт.ст., находящиеся в сосуде объемом 1 л. Эффективный диаметр молекулы аргона равен 0.29 нм. Молярная масса 0.04 кг/моль.

113. Найти среднее число всех соударений, которое происходит в течение 1 с между всеми молекулами в 4 мм3 водорода при нормальных условиях. Эффективный диаметр принять 0.23 нм.

114. Найти среднее число столкновений в 1 с молекулы некоторого газа, если средняя длина свободного пробега при этих условиях равна 5 мкм, а средняя квадратичная скорость молекул 500 м/с.

115. Определить плотность разреженного водорода, если средняя длина свободного пробега молекул равна 1 см. Эффективный диаметр принять 0.23 нм.

116. В сосуде находится углекислый газ, плотность которого равна 1.7 кг/м3, средняя длина свободного пробега его молекул 79 нм. Найти диаметр молекул углекислого газа.

117. Средняя длина свободного пробега молекул азота при нормальных условиях равна 60 нм. Некоторая масса азота перешла от нормальных условий к состоянию, при котором ее температура равна 3000С. Какова длина свободного пробега молекул в новом состоянии, процесс перехода был изобарическим?

118. При некоторых условиях средняя длина свободного пробега молекул газа равна 0.16 мкм, а средняя арифметическая скорость молекул 1950 м/с. Чему будет равно среднее число столкновений в 1 с молекул этого газа, если при той же температуре давление уменьшилось в 1.27 раза?

119. При нормальных условиях длина свободного пробега молекулы водорода 160 нм. Определить эффективный диаметр молекулы.

120. Найти среднюю продолжительность свободного пробега молекулы кислорода при температуре 250 К и давлении 100 Па. Диаметр молекул 0.3 нм.

121. Найти среднюю длину свободного пробега молекул воздуха при нормальных условиях. Диаметр молекул воздуха 0.3 нм.

122. Какое предельное число молекул воздуха должно находиться внутри сферического сосуда, чтобы молекулы не сталкивались друг с другом? Диаметр молекулы воздуха 0.3 нм, диаметр сосуда 15 см.

123. Расстояние между катодом и анодом в разрядной трубке равно 15 см. Какое давление надо создать в разрядной трубке, чтобы электроны не сталкивались с молекулами воздуха на пути от катода к аноду? Температура равна 300 К. Диаметр молекулы воздуха 0.3 нм. Средняя длина свободного пробега электрона в газе примерно в 5.7 раза больше средней длины свободного пробега молекул самого газа.

124. Во сколько раз уменьшится число столкновений в единицу времени в двухатомном газе, если его объем адиабатически увеличить в 2 раза?

125. При каком давлении средняя длина свободного пробега молекул равна 1 мм, если при нормальном давлении и той же температуре она равна 6.10-6 см?

126. Найдите среднюю продолжительность свободного пробега молекул кислорода при давлении 2 мм рт. ст. и температуре 270С. Диаметр молекул 0.3 нм.

127. Какое количество теплоты теряет помещение за время 1 час через окно за счет теплопроводности воздуха, заключенного между рамами? Площадь каждой рамы 4 м2, расстояние между рамами 15 см, температура в помещении 180С, температура наружного воздуха –200С. Диаметр молекул воздуха 0.3 нм. Температуру воздуха между рамами считать равной среднему арифметическому температур помещения и наружного воздуха. Давление 101.3 кПа.

128. Найти коэффициент диффузии водорода при нормальных условиях, если средняя длина свободного пробега 0.16 мкм.

129. Какое количество теплоты проходит за 1 с через медный стержень с площадью поперечного сечения 10 см2 длиной 50 см, если разность температур на концах стержня 15 К? Тепловыми потерями пренебречь. Теплопроводность меди 389.6 Вт/м.К.

130. Коэффициент вязкости гелия при нормальных условиях 1.89.10-5 Па.с. Вычислить эффективный диаметр его атома.

131. Найти динамическую вязкость гелия при нормальных условиях, если коэффициент диффузии при тех же условиях равен 1.06.10-4 м2/с.

132. Коэффициент вязкости углекислого газа при н.у. равен 14.10-6 Н.с/м2. Найти длину свободного пробега.

133. Коэффициент диффузии водорода при н.у. равен 0.91 см2/с. Определить коэффициент теплопроводности.

134. Толщина деревянной стены равна 12 см. Какой должна быть толщина кирпичной стены, чтобы она обладала такой же теплопроводностью, как деревянная? Коэффициент теплопроводности дерева равен 0.17 Вт/м.К, а кирпича 0.69 Вт/м.К.

135. В сосуде объемом 2 л находится 4.1022 молекул двухатомного газа. Коэффициент теплопроводности газа равен 0.014 Вт/м.К. Найти коэффициент диффузии при этих условиях.

136. Углекислый газ и азот находятся при одинаковой температуре и давлении. Найти для этих газов отношение коэффициентов диффузии. Диаметры молекул считать одинаковыми.

137. Углекислый газ и азот находятся при одинаковой температуре и давлении. Найти для этих газов отношение коэффициентов вязкости. Диаметры молекул и концентрации считать одинаковыми.

138. Как изменится вязкость газа, состояние которого далеко от вакуума, при уменьшении объема в 2 раза, если процесс перехода изобарический?

139. Как изменится вязкость газа, состояние которого далеко от вакуума, при уменьшении объема в 2 раза, если процесс перехода изотермический?

140. Коэффициенты диффузии и вязкости водорода при некоторых условиях равны соответственно 1.42.10-4 м2/с и 8.5.10-6 Н.с/м2. Найти концентрацию молекул водорода при этих условиях.

141. Стальная стенка котла толщиной 1.5 мм покрыта с внутренней стороны слоем котельной накипи толщиной 1 мм. Определить температуру стального листа под накипью, если температура наружной поверхности стенки 250 К, внутренней – 2000С. Коэффициент теплопроводности накипи 0.6 Вт/м.К, стали – 46 Вт/м.К.

142. Один конец железного стержня поддерживается при температуре 373 К, другой упирается в лед. Длина стержня 14 см, площадь поперечного сечения 2 см2. Стержень теплоизолирован так, что потерями теплоты через стенки можно пренебречь. Найти скорость протекания теплоты вдоль стержня (dQ/dt) и массу льда, растаявшего за 40 мин. Коэффициент теплопроводности железа 59 Дж/(м.с.К), удельная теплота плавления льда 3.33.105 Дж/кг.

143. Какое количество теплоты проходит в 1 с через медный стержень с площадью поперечного сечения 10 см2 длиной 50 см, если разность температур на концах стержня 15 К? Тепловыми потерями через стенки пренебречь. Коэффициент теплопроводности меди 380 Дж/(м.с.К).

144. Коэффициент теплопроводности у гелия в 8.7 раза больше, чем у аргона при тех же условиях. Найти отношение эффективных диаметров молекул.

145. В медном котле диаметром 0.3 м при нормальном атмосферном давлении кипит вода и при этом каждую секунду испаряется 100 г воды. Найти температуру внешней поверхности котла, если его толщина 3 мм. Котел считать полусферой. Коэффициент теплопроводности меди 380 Дж/(м.с.К), удельная теплота парообразования воды 2.26 МДж/кг.

146. Найти коэффициент диффузии газа, если в объеме 1 л находится 1022 молекул трехатомного газа. Коэффициент теплопроводности 0.02 Вт/м.К.

147. Диаметр молекулы воздуха 0.3 нм. Считая, что для дождевой капли диаметром 0.3 мм справедлив закон Стокса, определить наибольшую ее скорость при 273 К.

148. Вычислить теплопроводность гелия при н.у. Эффективный диаметр молекул гелия 0.19 нм.

149. Найти динамическую вязкость гелия при н.у., если коэффициент диффузии при тех же условиях равен 1.06.10-4 м2/с.

150. Как изменятся коэффициент диффузии и вязкость идеального газа, если объем газа увеличится изотермически в 10 раз?


 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!