Студенческая олимпиада по предмету «Молекулярная физика»
14 мая 2013 года
Задача 1( 10 баллов)
1) Оцените среднее значение модуля силы Кориолиса, действующей на молекулу воздуха, находящуюся вблизи поверхности Земли.
2) Считая, что из-за действия силы Кориолиса молекула в промежутках между столкновениями движется по дуге окружности, оцените радиус этой окружности.
Задача 2 ( 10 баллов)
Идеальный 
двухатомный газ квазистатически расширяется, переходя из состояния «1» в состояние «2» так, что его давление p равномерно уменьшается с ростом объема V (см. рисунок). Скорость убывания давления равна 
. В процессе 1–0 газ только получает теплоту от окружающих тел, а в процессе 0–2 – только отдает ее окружающим телам.
1) Считая известными давление p 1 и объем V 1 в состоянии «1», найдите давление и объем в состоянии «0».
2) Пусть теперь известно, что работа, совершенная газом в процессах 1–0 и 0–2, одинакова. Определите, при каких соотношениях между давлением p 1 и объемом V 1 в состоянии «1» это возможно?
Задача 3 ( 10 баллов)
Тепловая машина использует в качестве нагревателя тело с постоянной температурой Т н, а в качестве холодильника – тело с постоянной температурой Т х. Рабочее тело тепловой машины изменяет своё состояние по циклу Карно с изотермами, которым соответствуют температуры T 2 = T н/ n и T 1 = nT х , где n > 1. Обмен теплотой рабочего тела с нагревателем и с холодильником осуществляется посредством теплопроводности. Коэффициенты теплоотдачи нагревателя и холодильника одинаковы. Скорость теплообмена при получении и отдаче теплоты рабочим телом намного меньше скорости релаксации (выравнивания температуры) вещества рабочего тела.
1) Найдите разность между КПД рассматриваемой тепловой машины и КПД идеальной машины Карно, использующей те же нагреватель и холодильник.
2) Считая, что отношением T х/ T н можно пренебречь по сравнению с единицей, определите, при каком значении n мощность рассматриваемой тепловой машины максимальна.
Задача 4( 10 баллов)
Представьте себе, что учеными физического факультета МГУ создано вещество, давление которого всегда меньше 
, а объем меньше V 0, поскольку термическое уравнение состояния для него имеет вид 
(
и 
– объем и температура вещества соответственно, а , 
и 
– некоторые постоянные). Известно также, что в координатах «pV» внутренняя энергия этого вещества является степенной функцией давления.
1) Найдите выражение для внутренней энергии этого вещества как функции объема и температуры.
2) Как выглядят адиабаты для этого вещества в координатах «pV»?
3) Изобразите (схематично, но с учетом всех характерных особенностей) диаграмму цикла Карно для этого вещества в координатах «pV».
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 23 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| 1. Принципы риск - менеджмента. Оценка рисков и методы их минимизации. 3 страница | | |