Поверхностное натяжение. Капиллярные явления

2.651. Температура воздуха в комнате 20 °С, относительная влажность φ = 50 %. В металлический чайник налили холодную воду, при этом поверхность чайника запотела. При какой температуре воды в чайнике он перестанет запотевать?

2.652. Смешали V ₁ = 1 м³ воздуха с относительной влажностью φ = 30 % и V ₂ = 2 м³ воздуха с относительной влажностью 50 %. При этом температура воздуха была одинакова. Смесь занимает объем V = 3 м³. Определить ее относительную влажность.

2.653. Сколько воды выделится из 1 м³ воздуха, если при 20 °С его относительная влажность φ = 90 %, а температура воздуха понизилась до 14 °С?

2.654. При температуре воздуха 16 °С относительная влажность 70 %. Определить точку росы.

2.655. При 18 °С относительная влажность воздуха φ₁ = 75 %. При какой температуре влажность этого воздуха будет φ₂ = 55 %?

2.656. Какова должна быть температура воздуха на улице, чтобы на оконном стекле появилась роса? Температуру стекла принять равной температуре воздуха на улице. Относительная влажность в помещении 70 %, а температура воздуха 25 °С.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Балаш, В. А. Сборник задач по курсу общей физики: учеб. пособие / В. А. Балаш. – М.: Просвещение, 1978. – 208 с.: ил.

2. Волькенштейн, В. С. Сборник задач по общему курсу физики: учеб. пособие / В. С. Волькенштейн. – 3-е изд., испр. и доп. – СПб.: Книжный мир, 2003. – 328 с.

3. Горбунова, О. И. Задачник-практикум по общей физике. Термодинамика и молекулярная физика: учеб. пособие / О. И. Горбунова, А. М. Зайцева, С. Н. Красников. – М.: Просвещение, 1978. – 120 с.: ил.

4. Гурьев, Л. В. Сборник задач по общему курсу физики: учеб. пособие / Л. Г. Гурьев и др.; под ред. А. Н. Куценко, Ю. В. Рублева. – М.: Высш. шк., 1972. – 432 с.: ил.

5. Загуста, Г. А. Сборник задач по курсу общей физики: учеб. пособие / Г. А. Загуста и др.; под ред. М. С. Цедрика. – М.: Просвещение, 1989. – 271 с.: ил.

6. Иродов, И. Е. Задачи по общей физике: учеб. пособие / И. Е. Иродов. – 3-е изд., перераб. – М.: ЗАО БИНОМ, 1988. – 448 с.

7. Савельев, И. В. Сборник вопросов и задач по общей физике: учеб. пособие / И. В. Савельев. – М.: Наука, 1982. – 272 с.

8. Сахаров, Д. И. Сборник задач по физике: учеб. пособие / Д. И. Сахаров. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 1967. – 288 с.

9. Стрелков, С. П. Сборник задач по общему курсу физики. Термодинамика и молекулярная физика: учеб. пособие / С. П. Стрелков и др.; под ред. Д. В. Сивухина. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука, 1976. – 272 с.

10. Трофимова, Т. И. Сборник задач по курсу физики: учеб. пособие / Т. И. Трофимова. – М.: Высш. шк., 1991. – 303 с.: ил.

11. Тюрин, Ю. И. Физика: Сборник задач (с решениями). Часть 2. Электричество и магнетизм: учеб. пособие / Ю. И. Тюрин, В. В. Ларионов, И. П. Чернов. – Томск: Изд-во Томского гос. ун-та, 2004. – 448 с.

12. Чертов, А. Г. Задачник по физике: учеб. пособие / А. Г. Чертов, А. В. Воробьев. – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Физматлит, 2008. – 640 с.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

Таблица 1

 

Десятичные приставки к названиям единиц

 

Т – тера, 1012 Г – гига, 109 М – мега, 106 к – кило, 103

г – гекто, 102 д – деци, 10–1 с – санти, 10–2 м – милли, 10–3

мк – микро, 10–6 н – нано, 10–9 п – пико, 10–12

 

Таблица 2

 

Плотность газов при нормальных условиях

 

Газ	Плотность, кг/м3
Азот Аммиак Аргон Водород Воздух Гелий Кислород Криптон Метан Оксид углерода Диоксид углерода Пропан	1,25 0,77 1,78 0,09 1,29 0,18 1,43 5,89 0,71 1,25 1,98 2,02

 

Таблица 3

 

Удельная теплоемкость газов (при 101325 Па и температуре 20 °С)

 

Вещество	cp, Дж/(кг∙К)	cv, Дж/(кг∙К)	γ = с p / с v
Аммиак Азот Аргон Водород Воздух Гелий Двуокись азота Кислород Метан Окись углерода Хлор	2244 1051 523 14269 1009 5296 913 913 2483 1047 520	1675 745 322 10132 720 3182 715 653 1700 754 356	1,31 1,40 1,67 1,41 1,40 1,66 1,27 1,40 1,31 1,40 1,36

Таблица 4

 

Удельная теплота парообразования воды при разных температурах

 

t, °С	0	50	100	200
r, МДж/кг	2,49	2,38	2,26	1,94

 

Таблица 5

 

Эффективный диаметр молекул, динамическая вязкость

и теплопроводность газов при нормальных условиях

 

Вещество	Эффективный диаметр d, нм	Динамическая вязкость ν, мкПа/с	Теплопроводность λ, мВт/(м∙К)
Азот Аргон Водород Воздух Гелий Кислород Пары воды Хлор Углекислый газ	0,38 0,35 0,28 0,35 0,22 0,36 0,30 0,45 0,33	16,6 21,5 8,66 17,2 18,9 19,8 8,32 – 13,7	24,3 16,2 168 24,1 141,5 24,4 15,8 – –

 

Таблица 6

 

Критические параметры и постоянные Ван-дер-Ваальса

 

Газ	Т кр, К	P кр, МПа	Постоянные Ван-дер-Ваальса
			а, Н·м4/моль2	b, 10–5м3/моль
Азот Аргон Водяной пар Водород Кислород Криптон Ксенон Неон Углекислый газ Хлор Бензол	126 151 647 33 155 209 290 44,4 304 417 562	3,39 4,86 22,1 1,3 5,08 5,5 5,89 2,72 7,38 7,71 4,8	0,135 0,134 0,545 – 0,136 – – 0,209 0,361 0,650 –	3,86 3,22 3,04 – 3,17 – – 1,70 4,28 5,62 –

Таблица 7

 

Зависимость давления

и плотности насыщенного водяного пара от температуры

 

t, °С	p, кПа	ρ, г/м3	t, °С	p, кПа	ρ, г/м3
–5 –4 –3 –2 –1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20	0,4012 0,4372 0,4759 0,5172 0,5625 0,6105 0,6561 0,7584 0,7973 0,8121 0,8711 0,9344 1,0011 1,0731 1,1477 1,2277 1,3007 1,4023 1,5196 1,5983 1,7049 1,8169 1,9368 2,0635 2,1968 2,3381	3,24 3,51 3,81 4,13 4,47 4,84 5,22 5,60 5,98 6,40 6,84 7,30 7,80 8,30 8,80 9,40 10,0 10,7 11,4 12,1 12,8 13,6 14,5 15,4 16,3 17,3	21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 45 50 55 60 65 70	2,4860 2,6433 2,8086 2,9833 3,1672 3,3605 3,5671 3,7791 4,0043 4,2416 4,6032 4,7536 5,0294 5,3167 5,6226 5,9398 6,2744 6,6237 6,9903 7,3742 9,5816 12,330 15,729 19,915 24,993 31,152	18,3 19,4 20,6 21,8 23,0 24,4 25,8 27,2 28,7 30,3 31,9 33,9 35,7 37,6 39,6 41,8 44,0 46,3 48,7 51,2 65,4 83,0 104,3 130,0 161,0 198,0

 

Таблица 8

 

Поверхностное натяжение жидкостей при температуре 20 °С

 

Вещество	Поверхностное натяжение, мН/м	Вещество	Поверхностное натяжение, мН/м
Анилин Бензол Вода Вода (70 ºС) Вода, мыльный раствор Глицерин	43 30 73 64 45   64	Касторовое масло Золото (распл.) Керосин Ртуть Серебро (распл.)   Спирт	33 610 30 500 780   22

Таблица 9

 

Коэффициент теплопроводности различных материалов

 

Материал	t, °С	λ, Вт/(м∙К)	Материал	t, °С	λ, Вт/(м∙К)
Алюминий Асбест Асфальт Бетон Бумага Вата хлопк. Вата шлак. Войлок Кирпич Лед	20 20 20 20 20 20 20 20 20 0	211 0,16–0,37 0,699 1,5 0,06–0,13 0,03 0,05–0,14 0,04 0,63–0,84 2,22	Кожа Опилки Песок морск. Пробка Резина вулк. Снег Шлак Древесина Стекло Сталь	50 20 50 20 20 – – – 20 20	0,18–0,19 0,05 0,03 0,04–0,07 0,22–0,29 0,11–0,21 0,84 0,08–0,11 0,59–0,75 46

 

Таблица 10

 

Динамическая вязкость η и плотность ρ жидкостей при 20 °С

 

Жидкость	Плотность ρ, кг/м3	Вязкость η, МПа/с
Вода	1000	1,00
Бензин	700	0,53
Глицерин	1260	1480
Керосин	800	1,8
Масло касторовое	900	987
Масло машинное	910	100
Нефть	900	–
Ртуть	13600	1,58
Спирт	790	1,2

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Введение. 3

Требования к оформлению контрольных заданий. 4

РАЗДЕЛ 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ.. 5

Основные законы и формулы.. 5

Примеры решения задач. 14

Задачи. 21

РАЗДЕЛ 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ.. 42

Основные законы формулы.. 42

Примеры решения задач. 47

Задачи. 55

РАЗДЕЛ 3. РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ, ЖИДКОСТИ.. 75

Основные законы и формулы.. 75

Примеры решения задач. 79

Задачи. 80

Библиографический список. 96

Приложение. 98