2005-2006 mokslo metų RUDENS KETVIRČIO NAMŲ DARBAI

MOKYKLOS „FIZIKOS OLIMPAS“ 13 laidos Ii kurso moksleiviams

 Molekulinės fizikos teorinės užduotys

 

1. Uždarame inde dosociavo ten buvę vandens garai, o temperatūra ir tūris sumažėjo atitinkamai 10 ir 20%. Kuria dalimi pakito vidinė energija?
 
2. Keliais būdais pabandykite įvertinti oro molekulių skaičių Žemės atmosferoje. Kurią Žemės masės dalį sudaro atmosferoje esantis azotas, jei laikytume, kad atmosferos sudėtis nepriklauso nuo aukščio?
 
3. Rasti atmosferos slėgį 1 km aukštyje. Laikyti, kad temperatūra kylant tolygiai mažėja nuo 283 iki 273 K.

 

4. Vieno „stačiakampio“ ciklinio proceso metu slėgis pakinta 2 kartus, o tūris – 3 kartus, o kito proceso metu – slėgis 3 kartus, o tūris – 1,5 karto. Reikia rasti šių procesų naudingumo koeficientų santykį.

5. Metalinis cilindras yra pakabintas ant šilumai nelaidaus siūlo. Pašildžius tą cilindrą iki 100°C jis po to per 10 min ataušo iki 80°C. Įvertinti, per kiek laiko jis atauš iki 60°C, jei aplinkos temperatūra yra lygi 20°C?
 
6. 17 °C temperatūros patalpoje per valandą išgaravo 100 g vandenilio, buvusio Diuaro inde. Per kiek laiko išgaruotų tiek pat azoto? Vandenilio virimo temperatūra lygi 20,4 K, o azoto – 77,3 K.
 

7. Deguonies molekulės greitis sudaro 80% vidutinio aritmetinio greičio, kai temperatūra lygi 27°C. Rasti jos impulso pokyti atšokus 45° kampu nuo sienelės.

 
8. Kiek deguonies molekulių difunduos pro 10 cm2 ploto angą per 10 s, jei tų dujų tankio gradientas yra 1,4 kg/m4, temperatūra 17 °C, o molekulių vidutinis laisvas lėkis 1 µm.
 
9. Uždarame inde 20°C temperatūroje yra drėgnas oras, kurio santykinė drėgmė yra 80%. Kiek laipsnių reikia sumažinti temperatūrą, kad ant sienelių kondensuotųsi vandens lašeliai?

 

10. Dujų mišinį, sudarytą iš 0,1 molio vienatomių molekulių ir 0,2 molių dviatomių molekulių, šildė nuo 17°C iki 77 °C. Tūris pakito nuo 0,5 iki 5 l. Temperatūros priklausomybė nuo tūrio pateikta paveikslėlyje. Rasti ir nubrėžti, kaip kito slėgio priklausomybė nuo mišinio vidinės energijos p(U)-?

 

11. Kokia turi būti mažiausia Saulės paviršiaus temperatūra, kad vandenilis iš jos išlėktų?
 
12. Kuria dalimi pakinta nuo 47 iki -47 °C šaldomų dujų tūris? Reikia panagrinėti izobarinį, izochorinį ir adiabatinį šaldymus.
 
13. Horizontalų cilindrinį 1 l indą su 1 g vandenilio dalija pusiau 5 g masės 6 mm storio aliuminio stūmoklis. Pastumtas į šalį ir paleistas stūmoklis pradeda svyruoti. Reikia nubrėžti stūmoklio svyravimų periodo priklausomybę nuo temperatūros 0–100°C intervale.
 
14. 3 l tūrio inde – 0,01 Pa vakuumas, o aplinkos normalaus slėgio temperatūra lygi 17 °C. Kokia gali būti indą užpildžiusio oro temperatūra?
 
15. Balionas, užpildytas 0,3 molio 300 K temperatūros 1 atm slėgio helio dujomis, pakilo į aukštį, kuriame slėgis yra 0,75 atm, o temperatūra ta pati. Kokį darbą atliko dujos balione?
 
16. Kai santykinė oro drėgmė lygi 60%, ant plokščio paviršiaus palietas vanduo išgaravo per 15 min. Kiek turi pakisti drėgmė, kad vanduo garuotų 10 min ilgiau?
 
17. Kiek energijos reikia suvartoti, kad 2 kg 10 °C temperatūros vandens paversti -10 °C temperatūros ledu, jei aplinkos temperatūra lygi 20 °C?
 
18. 100 g 20 °C temperatūros vandens buvo: 1) paversta - 10°C temperatūros ledu; 2) pusė jo išgarinta visą vandenį užvirinus. Kiek dėl to pakito entropija?
 
19. Du oro burbuliukai (spinduliai po 3 mm) ties vandens telkinio paviršiumi susilieja į vieną. Reikia įvertinti, kaip pakinta naujo burbuliuko spindulys po susiliejimo, jei vandens šilumos laidį laikytume nežymiu, o šiluminę talpą – labai didele.
 
20. Išanalizuokite, kodėl neįmanoma pasiekti 0 K.
 

Užduotis parengė VU FF III k. stud. Viktor Novičenko ir mokyklos dėstytojas doc. dr. Stasys Tamošiūnas.

 

1–10 užduočių sprendimus iki 2005 11 15, 11–20 užduočių sprendimus iki 2005 12 15 
išsiųskite mokyklos adresu 
Saulėtekio al. 9, III rūmai, 200 kab., LT-10222 Vilnius, 
ant voko papildomai užrašę „Viktorui Novičenko“
 

Pastaba: pavėluotai išsiųsti užduočių sprendimai netikrinami ir nevertinami.