Реальные газы. Критическое состояние

Уранение Ван-дер-Ваальса

,

где - объем одного моля вещества, a и b – постоянные Ван-дер-Ваальса.

Соотношение между постоянными Ван-дер-Ваальса и параметрами критического состояния (V_кр – критический объем одного моля)

, , .

 

256. Найти постоянные уравнения Ван-дер-Ваальса для азота, если для азота , .

257. Найти критическую плотность воды, если критическое давление для воды , а критическая температура , предполагая, что вода подчиняется уравнению Ван-дер-Ваальса.

258. Два баллона с объемами V₁ = V₂ = 1 л соединены трубкой с краном. В объеме V₁ находится воздух под атмосферным давлением, а объем V₂ откачан до предельного вакуума. Считая, что воздух подчиняется уравнению Ван-дер-Ваальса, а стенки баллонов и трубки адиабатические, определить, на сколько изменится температура газа после открытия крана. Начальная температура , для воздуха .

259. Атмосфера Венеры почти целиком состоит из CO₂. Найти давление на поверхности планеты, если плотность газа и его температура . Газ считать ван-дер-ваальсовским с критическими параметрами , и . Провести сравнение с давлением идеального газа при тех же условиях.

260. В баллоне емкостью находится некоторого газа. При температуре давление газа равно , при давление газа равно . Вычислить постоянные Ван-дер-Ваальса для этого газа.

261. Кислород массой расширяется от объема V₁ = 4 л до объема V₂ = 6 л. Определите работу межмолекулярных сил притяжения при этом расширении. Поправку a примите равной .

262. Азот массой расширяется в вакуум, в результате чего объем газа увеличивается от V₁ = 5 л до объема V₂ = 8 л. Какое количество теплоты Δ Q необходимо сообщить газу, чтобы его температура осталась неизменной? Поправку a примите равной .

 

Поверхностное натяжение

Поверхностное натяжение численно равно силе, приложенной к единице длины края поверхностной пленки жидкости

.

При изменении площади пленки на ΔS совершается работа

,

Добавочное давление, вызванное кривизной поверхности жидкости, определяется формулой Лапласа

,

где R₁ и R₂ – радиусы кривизны двух взаимно перпендикулярных сечений поверхности жидкости.

 

263. В дне сосуда имеется трещина шириной . До какой высоты можно налить ртуть в сосуд, чтобы она еще не вытекала через трещину? Плотность ртути . Поверхностное натяжение (при ) .

264. На дне пруда глубиной выделяются пузырьки газа с диаметром . Чему будут равны диаметры этих пузырьков, когда они поднимутся к поверхности воды? Поверхностное натяжение воды .

265. Найти поверхностное натяжение жидкости, если в капилляре с диаметром она поднимается на высоту . Плотность жидкости . Краевой угол мениска равен нулю.

266. Насколько изменится разность уровней воды в двух сообщающихся капиллярах с диаметрами и при нагревании от до , если поверхностное натяжение воды для этих температур равно соответственно и ?

267. На какую высоту поднимается вода между двумя вертикальными стеклянными пластинками, частично погруженными в эту жидкость, если расстояние между ними ? Поверхностное натяжение воды считать равным . Краевой угол в этом случае можно считать равным .

268. Чему равен коэффициент поверхностного натяжения воды, если с помощью пипетки, имеющей кончик диаметром , можно дозировать воду с точностью до ?

269. Грамм ртути помещен между двумя параллельными стеклянными пластинками. Какую силу надо приложить к верхней пластинке, чтобы ртуть имела форму круглой лепешки радиусом . Поверхностное натяжение ртути . Считать, что ртуть совершенно не смачивает стекло, так что угол между краем свободной поверхности ртути и стеклянной пластинкой равен нулю.

270. Оцените, сколько воды можно унести в решете. Ячейка решета представляет собой квадратик площади . Решето водой не смачивается.

 

 

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

1. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1990-2002.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Наука, 1977-1989, т. 1.

3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. - М.: Наука, 1977-1990, т. 1-2.

4. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2001-2002.

5. Наркевич И.И., Волмянский Э.И., Лобко С.И. Физика для втузов. Т. 1. – Мн.: Вышэйшая школа, 1992-1994.

6. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. - М.: Наука, 1972-1974, т. 1-3; - Киев: Днiпро, 1994, т. 1.

7. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. – М.: Наука, 1973-1990; СПб: Спец. лит., Лань, 1999.

8. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. – М.: Высшая школа, 1981, 1988.

9. Савельев И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике. – М.: Наука, 1982, 1988, 2001.

СОДЕРЖАНИЕ

 

Предисловие. 3

 

Рабочая программа курса физики. 4

Механика. 4

Статистическая физика и термодинамика. 7

 

Методические указания по выполнения контрольных работ. 9

 

Правила оформления титульного листа. 11

 

Варианты контрольной работы.. 12

 

Задачи контрольной работы и для самостоятельного решения 13

 

Рекомендуемая литература. 43