Физика

Институт биомедицинских систем и биотехнологий (ИБСиБ)

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский Торгово-Экономический институт
Кафедра физики
Методические указания и контрольные задания по
ФИЗИКЕ
для студентов заочного обучения
специальностей 2711, 2712, 2810
Санкт-Петербург
2006

Стоимость решения одной задачи по физике ... руб.

Контрольная работа 1 состоит из 6 задач следующих тем - механики, молекулярной физики, электростатики и постоянного тока.

Контрольная работа 2 состоит из 6 задач следующих тем - электромагнетизм, оптика, элементы атомной и ядерной физики.

Каждый студент выбирает задачи для контрольных работ по двум последним цифрам номера зачетной книжки.
Задачи из подпунктов:
(а) по предпоследней цифре
(б) по последней цифре.

Готовы следующие задачи:

Молекулярная физика

Подраздел (а)

Задача 0
В баллоне емкостью 24л находится водород при температуре 15С. После того, как часть водорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на 4*10^5 Па. определить массу израсходованного водорода.

Задача 1
Определить : 1) плотность воздуха в сосуде; 2) концентрацию его молекул; 3) среднюю длину свободного пробега, если сосуд откачан до давления 0,13Па. Диаметр молекул принять равным 0,27нм. Температура воздуха 300К

Задача 2
Найти коэффициент диффузии гелия при температуре t=17C и давлении p=150кПа . Эффективный диаметр атома гелия вычислить, считая известными для гелия Тк и рк .

Задача 3
В сосуде объемом 10л находится 0,25кг азота при температуре 27С . 1) Какую часть давления газа составляет давление, обусловленное силами взаимодействия молекул? 2) Какую часть объема сосуда составляет собственный объем молекул?

Задача 4
В одном баллоне емкостью 15дм^3 находится газ под давлением 0,2МПа , а в другом тот же газ под давлением 1МРА .Баллоны, температура которых одинакова, соединены трубкой с краном. Если открыть кран, то в обоих баллонах устанавливается давление 0,4МПа. Какова емкость второго баллона?

Задача 5
Найти плотность гелия в критическом состоянии, считая известным для гелия значения критических величин Т и р.

Задача 6
Какую температуру имеют 3,5г кислорода, занимающего объем 90 см^3 при давлении 2.8МПа? Газ рассматривать как: 1) идеальный, 2) реальный.

Задача 7
1 кг азота объемом 0,3 м^3 и давлением 5 Мпа расширяется до объема 1м^3 и давления 1МПа. Определить изменение внутренней энергии газа.

Задача 8
321г гелия при температуре 20 и давлении 10^5 Па сжимаются адиабатически до давления 10^7 Па. Считая процесс обратимым, определить температуру в конце сжатия, работу, совершенную газом.

Задача 9
Ротационный насос захватывает за один оборот газа V и выталкивает его в атмосферу. Сколько оборотов должен сделать насос, чтобы понизить давление воздуха в сосуде объемом V0 от значения p0 до p ?

Подраздел (б)

Задача 0
Каким должен быть наименьший объем V баллона, вмещающего массу m=6.4 кг кислорода если стенки при температуре t=20С выдерживают давление Р=15,7 МПа.

Задача 1
Азот массой 15 г находится в закрытом сосуде при тмепературе 300 К. Какое количество теплотв необходимо сообщить азоту, чтобы средняя квадратичная скорость его молекул выросла в 2 раза?

Задача 2
Кислород, занимающий при давлении p1=1МПа объем V1=4л , расширился в три раза. Определить конечное давление и работу, совершенную газом. Рассмотреть следующие процессы: 1) изобарный; 2) изотермический; 3) адиабатический.

Задача 3
В баллоне емкостью 10 дм^3 находится одноатомный газ под давлением 0,1 МПа, а в другом - емкостью 5 дм^3 - газ отсутсвует. Баллоны, изначальная температура которых одинакова и равна t=20C, соединены трубкой с краном. Определить изменения энтропии (AS) системы после открытия крана, если при открытом кране происходит понижение температуры газа на 5С. Как изменится величина AS, если газ заменить на двухатомный.

Задача 4
Два баллона с воздухом объемами 0,5м^3 и 1м^3 соединены трубкой с краном. В первом баллоне находится 3кг воздуха при температуре 27С , во втором - 5кг при температуре 57С . Найти изменения энтропии системы после открытия крана и достижения равномерного состояния. Стенки баллонов и трубка обеспечивают полную теплоизоляцию воздуха от окружающей среды.

Задача 5
В цилиндре диаметром 40см содержится объём 80дм3 двухатомного газа. На сколько следует увеличить нагрузку поршня при подводе 84 Дж теплоты, чтобы поршень не пришёл в движение? Как изменится нагрузка, если: 1) газ будет одноатомным ( многоатомным); 2) если диаметр цилиндра уменьшить в два раза?

Задача 6
Молекулярная физика страница 15 (б) Применяемый в двигателях внутреннего сгорания цикл состоит из двух изохор и двух адиабат. В работающем по такому циклу двигателе горючая смесь, которую можно считать двухатомным газом, сжимается до соответственно 40 см3 и 15 см3. Построить pV-диаграмму цикла. Определить КПД цикла.

Задача 7
В термосе находится 1л воды. Внутренняя поверхность термоса S=700 см^2 , зазор между внутренним баллоном и внешними сосудами баллона а=5мм . Давление газа в зазоре таково, что отвод тепла из термоса осуществляется только за счет теплопроводности газа в зазоре. Определить за какое время температура уменьшиться от 90С до 80С . Температура термоса 20С .

Задача 8
Коэффициент теплопроводности гелия при t=0C и давлении 1013 гПа равен р=0,143 Вт. Определить коэффициенты диффузии -0 и вязкости гелия при тех условиях.

Задача 9
Масса m=0.5г азота изотермически расширяется при тмепературе t=-23С, причем его давление изменяется от р1=250 кПа до р2 = 100кПа. Найдите работу А, совершенную газом при расширении.