Пред.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
§ 31. ПРАКТИКУМ ПО РЕШЕНИЮ ЗАДАЧСТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВАЗадача 1. В опытах Резерфорда было получено, что в герметичном сосуде, в который помещен Решение. Для определения числа атомов гелия
Из этих данных, используя закон Авогадро, можно получить значение числа Авогадро:
Задача 2. Определите радиус атома алюминия, приняв, что в алюминии, находящемся в твердом состоянии, атомы располагаются вплотную друг к другу. Решение. Для решения задачи найдем сначала сбъем V, занимаемый одним атомом. Объем V, занимаемый одним атомом алюминия, определится делением объема
Длина
Считая атом алюминия шаром, вписанным в этот куб; мы получим, что радиус атома алюминия равен половине ребра этого куба:
Задача 3. Для того чтобы проверить, насколько близки к истине ваши представления об атмосферном воздухе, попробуйте, не прибегая к вычислениям, оценить массу воздуха, находящегося в физическом кабинете. Какой объем займет воздух, находящийся в физическом кабинете, если его перевести в жидкое состояние? Поместится ли он тогда в вашу сумку для книг? После того как вы сделали свои оценки, проверьте их расчетами. Решение. Определим сначала массу воздуха в кабинете. Для кабинета физики размером Принимая среднюю молярную массу воздуха равной
Так как плотность воздуха в жидком состоянии равна Задача 4. Оцените, во сколько раз изменится расстояние между молекулами при переходе воды из жидкого в газообразное состояние. Решение. Очевидно, на этот вопрос не может быть дан однозначный ответ, так как объем, занимаемый газом, определяется только размерами сосуда. Для примера сравним воду и водяной пар при нормальном атмосферном давлении. Вычислим, какой объем приходится на долю одной молекулы воды в жидком состоянии. Для этого разделим объем V, занимаемый одним молем воды, на число молекул в одном моле, т. е. на число Авогадро
Подчеркнем, что полученное число не есть объем молекулы воды, это объем условной кубической ячейки, занимаемой одной молекулой. Все такие кубические ячейки без зазоров примыкают одна к другой. Ребро куба
Рассмотрим теперь водяной пар при нормальном атмосферном давлении и температуре 100 °С. Объем, занимаемый молем водяного пара при этих условиях, можно определить, воспользовавшись уравнением Клапейрона — Менделеева:
Разделив молярный объем водяного пара при атмосферном давлении V на число Авогадро
Если представить себе, что на какое-то мгновение хаос в расположении молекул водяного пара сменился порядком и каждая из них находится в центре кубической ячейки, то расстояние между соседними молекулами
Для реального газа, состоящего из хаотически движущихся молекул, величина Получив численные характеристики распределения в пространстве молекул вещества в жидком и газообразном состояниях, сравним их между собой:
Наши расчеты показывают, что при переходе воды из жидкого состояния в газообразное при условиях, близких к нормальным, объем, приходящийся на долю одной молекулы, увеличивается почти в 2000 раз. Однако среднее расстояние между молекулами при этих условиях изменяется не так значительно, примерно в 12 раз. Задача 5. Основываясь на представлениях молекулярно-кинетической теории, оцените давление и температуру внутри Солнца. Масса Солнца Решение. Согласно молекулярно-кинетической теории давление газа
Поскольку Солнце не расширяется и не сжимается, на любой глубине давление его внутренних слоев равно давлению вышележащих слоев, создаваемому действием силы тяжести
Отсюда следует, что для определения температуры на какой-то глубине внутри Солнца необходимо определить концентрацию атомов Для упрощения зададимся целью определить температуру на расстоянии
Выделив вертикальный столб газа с площадью основания
Тогда давление будет равно:
а температура:
Получим численные значения давления и температуры:
Мы получили, что в недрах Солнца давление газа примерно в 20 млрд. раз превышает нормальное атмосферное давление, а температура составляет около 20 млн. К. При всей приблизительности расчетов результаты весьма близки к полученным более строгим путем. Задача 6. На рисунке 49 представлен график процесса изменения состояния идеального газа. Уменьшился или увеличился объем газа при переходе из состояния 1 в состояние 2? Масса газа постоянна.
Рис. 49. К задаче 6
Рис. 50. К решению задачи 5 Решение. Проведем прямые из начала координат через точки 1 и 2 (рис. 50). Эти прямые являются графиками изохорических процессов для газа при значениях объемов
Выделив на нижней изохоре, соответствующей постоянному объему газа точку 3, соответствующую температуре
Как видно из рисунка Задача 7. В сосуде объемом Решение.
Так как масса воды в газообразном состоянии в объеме занимают объем
Задача 8. Вычислите площадь поверхности молекул, находящихся в
Мы получили, что площадь поверхности всех молекул, заключенных в Задача 9. Определите число элементарных ячеек в Решение. Как видно из рисунка 16, в, одной элементарной ячейке гранецентрированной кубической решетки принадлежит Число элементарных ячеек
|
1 |
Оглавление
|