Практическое занятие № 5.
Тема: Основы механики жидкости и газа (2ч)
План:
· повторить теоретический материал по данной теме;
· записать основные формулы, используемые при решении задач по данной теме;
· решение задач у доски;
· рекомендации по задачам для самостоятельного решения.
Рекомендуемая литература [O-1] стр.136-143, [O-2], [O-3], стр.90-100.
Темы для рефератов и докладов
1. Основные законы механики жидкостей.
2. Закон Максвелла о распределении молекул газа по скоростям и энергиям теплового движения.
3. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.
4. Явления переноса в термодинамически неравновесных системах. Основные уравнения и коэффициенты явлений переноса.
5. Диффузия.
6. Давление в жидкости и газе.
7. Уравнение неразрывности Бернулли и следствия из него.
8. Вязкость (внутреннее трение). Ламинарный и турбулентный режимы течения жидкостей.
9. Методы определения вязкости.
10. Движение тел в жидкостях и газах.
Вопросы для самостоятельной подготовки
1. Что описывают распределения Максвелла и Больцмана?
2. В чем состоит физический смысл понятия термодинамической температуры.
3. Перечислите характеристики равновесных и неравновесных процессов.
4. Опишите явление диффузии.
5. Опишите явление теплопередачи.
6. Что такое внутреннее трение?
Практическая работа
Задача 5.1 Определить внутреннюю энергию U водорода, а также среднюю кинетическую энергию <ε> молекулы этого газа при температуре T=300 К, если количество вещества ν этого газа равно 0,5 моль.
Задача 5.2 Определить суммарную кинетическую энергию Ек поступательного движения всех молекул газа, находящегося в сосуде вместимостью V=3 л под давлением p=540 кПа
Задача 5.3 Определить среднюю квадратичную скорость <vкв> молекулы газа, заключенного в сосуд вместимостью V=2 л под давлением p=200 кПа. Масса газа m=0,3 г.
Задача 5.4 В азоте взвешены мельчайшие пылинки, которые движутся так, как если бы они были очень крупными молекулами. Масса каждой пылинки равна 6*10-10 г. Газ находится при температуре T=400 К. Определить средние квадратичные скорости <vкв>, а также средние кинетические энергии <εк> поступательного движения молекулы азота и пылинки.
Задача 5.6 Найти среднее число <z> столкновений за время t=1 с и длину свободного пробега <l> молекулы гелия, если газ находится под давлением p=2 кПа при температуре T=200 К.
Задача 5.7 Водород находится под давлением p=20 мкПа и имеет температуру T=300 К. Определить среднюю длину свободного пробега <l> молекулы такого газа.
Задачи для самостоятельного решения
Задача 5.8 Количество вещества гелия ν=1,5 моль, температура T=120 К. Определить суммарную кинетическую энергию Ек поступательного движения всех молекул этого газа.
Задача 5.9 При какой температуре средняя кинетическая энергия <εп> поступательного движения молекулы газа равна 4,14*10-21 Дж?
Задача 5.10 Определить среднюю кинетическую энергию <εк> поступательного движения и <εвр> вращательного движения молекулы азота при температуре Т=1 кК. Определить также полную кинетическую энергию Ек молекулы при тех же условиях.
Задача 5.11 Определить среднюю длину свободного пробега <l> молекулы азота в сосуде вместимостью V=5 л. Масса газа m=0,5 г.
Основная литература [O-]
1. , Хунджуа : учеб. пособие для студ. образов. учреждений высш. проф. образования/.-М.: Издательский центр «Академия», 2011
2. , Воробьев по физике. М., Интеграл-Пресс
3. Шемуратов главы физики для студентов вузов физкультуры: учебное пособие для студентов вузов физ. культ /.-2-е изд.- Наб. Челны: Изд-во КамГИФК, 2005
Дополнительная литература [Д-]
1. Трофимова физики: Учеб. пособие для вузов. – 7-е изд., стер. –М.: Высш. шк., 2001. – 542 с.: ил.
2. , Павлова задач по курсу физики с решениями: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высш. шк., 1999. – 591 с.: ил.
3. Волькенштейн задач по общему курсу физики. – Изд.3-е, испр. и доп. – СПб.: Книжный мир, 2004. – 328 с.
4. . Задачи по общей физике. М.: Наука, 2001.
