V. Обработка результатов измерений

1. Для каждого измеренного режима определить коэффициент вязкости воздуха по формуле (9). Найти среднее значение коэффициента вязкости .

2. Вычислить среднеарифметическую скорость υ движения молекул воздуха по формуле (1), учитывая, что молярная масса воздуха μ равна 29·10^-3 кг/моль.

3. С полученным средним значением коэффициента вязкости воздуха , по формуле:

, (10)

рассчитать среднюю длину свободного пробега l молекул. Концентрация n молекул воздуха может быть определена из формулы:

, (11)

где используются измеренные значения температуры Т и давления р₀ воздуха в аудитории.

4. Вычислить по формуле (5) эффективный диаметр d молекул и среднее число столкновений молекул z в единицу времени, учитывая соотношение

. (12)

Контрольные вопросы.

1. Напишите выражение для среднеквадратичной скорости молекул идеального газа. Пояснить его происхождение.

2. Приведите известные вам формы уравнения состояния идеального газа.

3. Как связаны средняя длина свободного пробега l и число z столкновений, испытываемых в среднем каждой молекулой за одну секунду?

4. Оцените среднее расстояние á rñ между молекулами азота при условиях, близких к нормальным.

5. В потоке газа, направленном вдоль оси х, скорость газа u _x растет в положительном направлении оси Z. Куда направлен обусловленный неоднородностью u _x поток импульса?

6. Вычислите среднюю длину свободного пробега l молекул газообразного азота, находящегося при нормальных условиях. Эффективный диаметр молекулы азота положить равным d =0, 37 нм.

7. Во сколько раз средняя длина свободного пробега l молекул азота, находящегося при нормальных условиях, больше среднего расстояния между молекулами?

8. Азот находится при нормальных условиях. Найдите среднюю частоту столкновений z.

9. Напишите в переменных (р, V) уравнение процесса, в котором сохраняется z.

10. Как зависит l от абсолютной температуры Т идеального газа, если последний совершает адиабатический процесс?

11. Как зависит z от Т идеального газа в изохорическом процессе?

12. Идеальный газ, состоящий из жестких двухатомных молекул, совершает адиабатический процесс. Как зависит l в этом процессе от давления р?

13. Определите характер зависимости от температуры Т и давления р газа его коэффициента вязкости η.

14. Как изменится коэффициент вязкости η идеального газа, если объем газа увеличить изотермически в 4 раза?

15. Идеальный газ состоит из жестких двухатомных молекул. Как и во сколько раз изменится η, если объем газа адиабатически уменьшить в 10 раз?