Сборник задач по физике с примерами решений. Молекулярная физика и термодинамика. Электромагнетизм. Александров В.Н - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МПГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

16
2.11 Пассажирский самолет совершает полеты на высоте 8300м. Чтобы не
снабжать пассажиров кислородными масками, в кабине при помощи ком-
прессора поддерживается постоянное давление, соответствующее высоте
2700 м. Найдите разность давлений внутри и снаружи кабины. Среднюю
температуру наружного воздуха считать равной 0
0
С
.
Давление у поверх-
ности Земли равно 10
5
Па. (Ответ:
Р=3,6
10
4
Па).
2.12 Определите вес цилиндрического столба воздуха, площадь основания ко-
торого равна S=1м
2
, а высота равна высоте Останкинской телебашни
(h=530м). Считайте, что температура воздуха t=27
0
С, давление у поверх-
ности Земли Р
0
=10
5
Па. (Ответ: F
Т
=6
10
3
Н).
§3. ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА: ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ, ДИФФУЗИЯ,
ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ
Среднее число соударений, испытываемых молекулой газа за 1с:
vnd2z
2
(3.1)
где d – эффективный диаметр молекулы; n – концентрация молекул;

RT8
m
kT8
0
v
– средняя (по модулю) скорость молекул, где k – по-
стоянная Больцмана; m
0
– масса молекулы.
Средняя длина свободного пробега молекул газа:
nπd2
1
z
2
v
. (3.2)
Масса, перенесенная за время
t через площадку
S при диффузии (закон
Фика):
ΔSΔt
Δx
Δρ
Dm
, (3.3)
где

х – градиент плотности в направлении, перпендикулярном к пло-
щадке
S;
v
3
1
D
- коэффициент диффузии. Знак «–» означает, что
перенос массы осуществляется в направлении убывания плотности перено-
симого вещества.
Количество теплоты, перенесенное за время
t через площадку
S вследст-
вие теплопроводности (закон Фурье):
ΔSΔt
Δx
ΔT
χQ
, (3.4)
где

х – градиент температуры в направлении, перпендикулярном к
площадке S;
3
ρ c
χ
V
v
– коэффициент теплопроводности; с
V
– удель-
ная теплоемкость идеального газа при постоянном объеме;
– плотность га-
2.11 Пассажирский самолет совершает полеты на высоте 8300м. Чтобы не
     снабжать пассажиров кислородными масками, в кабине при помощи ком-
     прессора поддерживается постоянное давление, соответствующее высоте
     2700 м. Найдите разность давлений внутри и снаружи кабины. Среднюю
     температуру наружного воздуха считать равной 00С. Давление у поверх-
     ности Земли равно 105Па. (Ответ: Р=3,6104Па).
2.12 Определите вес цилиндрического столба воздуха, площадь основания ко-
     торого равна S=1м2, а высота равна высоте Останкинской телебашни
     (h=530м). Считайте, что температура воздуха t=270С, давление у поверх-
     ности Земли Р0=105Па. (Ответ: FТ =6103Н).

§3.    ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА:           ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ,           ДИФФУЗИЯ,
       ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ

 Среднее число соударений, испытываемых молекулой газа за 1с:
                                z  2d 2 n v                        (3.1)
      где d – эффективный диаметр молекулы; n – концентрация молекул;
          8 kT     8 RT
       v              – средняя (по модулю) скорость молекул, где k – по-
          m0       
  стоянная Больцмана; m0 – масса молекулы.
 Средняя длина свободного пробега молекул газа:
                                 v       1
                                            .                   (3.2)
                                 z     2πd 2 n
 Масса, перенесенная за время t через площадку S при диффузии (закон
  Фика):
                                   Δρ
                           m  D      ΔSΔt ,                      (3.3)
                                   Δx
  где х – градиент плотности в направлении, перпендикулярном к пло-
                  1
  щадке S; D   v - коэффициент диффузии. Знак «–» означает, что
                  3
  перенос массы осуществляется в направлении убывания плотности перено-
  симого вещества.
 Количество теплоты, перенесенное за время t через площадку S вследст-
  вие теплопроводности (закон Фурье):
                                      ΔT
                             Q  χ      ΔSΔt ,                     (3.4)
                                      Δx
  где х – градиент температуры в направлении, перпендикулярном к
                      v cV ρ
  площадке S; χ             – коэффициент теплопроводности; сV – удель-
                        3
  ная теплоемкость идеального газа при постоянном объеме;  – плотность га-
16

Страницы