Примеры решения задач по электротехнике, физике

Математика
Физика
  • Линейные электрические цепи постоянного тока
  • Магнитная индукция
  • Контрольная работа № 4
  • Волновая оптика
  • Фотоны. Энергия, импульс световых квантов.
  • Статистическая физика
  • Элементы кристаллографии
  • Начертательная геометрия
    История ландшафтного дизайна
    Английские цветочные сады
    В эпоху Елизаветы в ландшафтных
    садах
    Под влиянием Франции
    английские садоводы
    Знаменитая английская
    школа пейзажистов

     

    Примеры решения задач

    Пример 1. В баллоне вместимостью V=6,9 л находится азот массой m=2,3 г. При нагревании часть молекул диссоциировали на атомы. Коэффициент диссоциации a=0,2. Определить: 1) общее число N1 молекул и концентрацию n1 молекул азота до нагревания; 2) концентрацию n2 молекул и n3 атомов азота после нагревания.

    Решение. По определению, концентрация частиц газа есть отношение числа частиц к вместимости сосуда, занимаемого газом:

    n=N/V. (1)

    1. Число N1 молекул газа до нагревания найдем из соотношения

    .  (2)

    где v — количество вещества азота; na — постоянная Авогадро; М — молярная масса азота; Mr — относительная молекулярная масса азота; k=10-3 кг/моль. Подставив значения величин в (2), получим

    .

    Концентрацию n1 найдем, подставив значения величин в (1):

    .

    2. Концентрацию после нагревания найдем из соотношения

    ,  (3)

    где N — число молекул, не распавшихся на атомы.

    После подстановки значений величин в (3) получим

    .

    Концентрация атомов после нагревания азота

    .  (4)

    Число 2 в формуле (4) выражает тот факт, что каждая молекула после распада дает два атома.

    Подставим в (4) значения величин и произведем вычисления:

    .

    Пример 2. В колбе вместимостью V=0,5 л находится кислород при нормальных условиях. Определить среднюю энергию  поступательного движения всех молекул, содержащихся в колбе.

    Решение. Средняя энергия поступательного движения всех молекул может быть выражена соотношением

    , (1)

    где <eп>— средняя энергия поступательного движения одной молекулы; N — число всех молекул, содержащихся в колбе.

    Как известно,

    , (2)

    где k — постоянная Больцмана; Т — термодинамическая температура.

    Число молекул, содержащихся в колбе, найдем по формуле

    N=vNA, (3)

    где v — количество вещества кислорода; NA — постоянная Авогадро.

    Количество вещества v найдем из таких соображений: известно, что при нормальных условиях молярный объем Vm равен 22,4×10-3 м3/моль. Так как, по условию задачи, кислород в колбе находится при нормальных условиях, то количество вещества кислорода в колбе выражается соотношением

    v=V/Vm. (4)

    Подставив выражение v по (4) в (3), получим

    N=VNA/Vm.  (5)

    С учетом (2) и (5) выражение (1) энергии поступательного движения молекул примет вид

    Проверим, дает ли правая часть расчетной формулы единицу энергии (джоуль). Для этого вместо символов величин подставим единицы, в которых эти величины выражаются:

    .

    Подставив значения величин в (6) и произведя вычисления, найдем

    .

    История ландшафтного дизайна.