Fizyka A5

prof. dr hab. Antoni C. Mituś
Katedra Fizyki Teoretycznej WPPT PWr
semestr zimowy 2015/16
Fizyka A5
Lista 6 - Elementy teorii kinetycznej gazów, termodynamiki i hydrodynamiki
Zadania oznaczone (*) sa, nadobowiazkowe.
(D) - dyskusja inspirowana przez prowadzacego.
,
,
Numery przykładów dotycza, podrecznika
“Podstawy
fizyki t. 2”(Halliday, Resnick, Walker (HRW) PWN SA,
,
2003)
1. Równanie stanu gazu idealnego (przykład 20.1)
W cylindrze znajduje sie, 12 litrów tlenu o temperaturze 20◦ C pod ciśnieniem 15 atm. Nastepnie
,
gaz ogrzewamy do temperatury 35◦ C i spreżamy
do objetości
8.5 litra. Jakie jest końcowe
,
,
ciśnienie gazu?
2. Predkość
czasteczek
gazu idealnego (przykład 20.6)
,
,
Ile wynosi predkość
średnia czasteczek
tlenu w temperaturze 300 K? Masa molowa tlenu wynosi
,
,
0.032 kg/mol.
3. Zmiana entropii w procesie nieodwracalnym (przykład 21.1)
W lewej cześci
zbiornika znajduje sie, jeden mol gazowego azotu. Po otwarciu zaworu objetość
,
,
zajmowana przez gaz podwaja sie.
Ile
wynosi
zmiana
entropii
w
opisanej
przemianie
nieodwra,
calnej? Przyjmij, że azot jest gazem doskonałym.
4. Silnik Carnota (przykład 21.3)
Silnik Carnota pracuje ze zbiornikami cieplnymi o temperaturach 300 K oraz 850 K. W każdym
cyklu, który trwa 1/4 s, silnik wykonuje prace, równa, 1200 J.
(a) Ile wynosi sprawność tego silnika?
(b) Ile wynosi średnia moc tego silnika?
5. Przepływ cieczy przez rure, (przykład 15.8)
Etanol o gestości
ρ = 791 kg/m3 przepływa jednostajnie przez pozioma, rure,
,
, której pole prze−3
2
kroju poprzecznego zmniejsza sie, od wartości S1 = 1.2 · 10 m do S2 = S1 /2. Różnica ciśnień
na szerokim i waskim
końcu rury wynosi 4120 Pa. Wyznacz strumień objetościowy
etanolu.
,
,
wypływu z naczynia (przykład 15.9)
6. Predkość
,
Podczas strzelaniny na Dzikim Zachodzie kula trafia w ścianke, otwartego od góry zbiornika z
woda,
z jaka, woda
, tworzac
, w niej otwór w odległości h od powierzchni wody. Wyznacz predkość,
,
wypływa przez ten otwór.
Zagadnienia do dyskusji
7. (D) Po właczeniu
ogrzewania temperatura powietrza w pokoju zwiekszyła
sie,
,
,
, a mimo to energia
wewnetrzna
powietrza
w
pokoju
pozostała
niezmieniona.
Jak
jest
to
możliwe?
(przykład 20.8)
,
8. (D) Liczba naczyń włoskowatych u człowieka (przykład 15.6)
9. (D) Jaka cześć
kawałka lodu w kształcie prostopadłościanu pływajacego
w wodzie jest zanurzona
,
,
pod woda?
,
10. (D) Równanie Bernouliego: Siła nośna działajaca
na skrzydło o przekroju trójkatnym
,
,
11. (D) Dlaczego piłka kopnieta
z rogu boiska przez nieodżałowanego Kazimierza Dejne, wpadała do
,
bramki (wykład)?