أساسيات الفيزياء الحرارية و الإحصائية

Correct answers From 0

1- دالة التجميع، لنظام يحقق إحصاء ماكسويل بولتزمان، تأخذ الشكل : Z = ɑVT4 حيث ɑ ثابت. احسب U و P و S لهذا النظام.
2- بمعلومية أن الوزن الجزيئي للهيليوم عند درجة الحرارة T = 0K هو MHe = 4.003x10-3 kg/mole ، احسب الشرعة المتوسطة، الجذر التربيعي لمتوسط مربع السرعة، السرعة الأكثر احتمالا للهيليوم عند درجة الحرارة T = 0K.
3- احسب السرعة المتوسطة، الجذر التربيعي لمتوسط مربع السرعة، السرعة الأكثر احتمالا لجزيئات الأوكسجين عند درجة الحرارة T = 300 K. (استخدم الوزن الجزيئي للأوكسجين Mo2 = 32x10-3 kg/mole)‎.
4- احسب السرعة المتوسطة، الجذر التربيعي لمتوسط مربع السرعة، السرعة الأكثر احتمالا لغاز الأمونيا عند درجة الحرارة T = 300 K. استخدام الوزن الجزيئي للأمونيا MAM = 17x10-3 kg/mole.
5- نطام يتكون من أربعة جسيمات بداخل حجم V. إذا وجدت خليتان و كان بإمكان أي من الجسيمات الأربعة أن توجد بأي خلية من الخليتين. فاحسب عدد الحالات المجهرية إذا تحقق : أ-أن الجسيمات تتبع إحصاء ماكسويل-بولتزمان. ب-أن الجسيمات تتبع إحصاء بوز-أينشتين. ج-أن الجسيمات تتبع إحصاء فيرمي-ديراك.
6- لقد أثبتنا تكثيف بوز-أينشتين في ثلاثة أبعاد، أثبت أنه لا يوجد تكثيف بوز-أينشتين في بعدين.
7- احسب μO و Tf و سرعة الإلكترونات Vf للألمونيوم إذا علمت أن كثافته هي ρ = 707x103 kg/m3 و وزنه الذري هو M =27 kg/kmole
8- احسب μ(T)‎ و الحرارة النوعية الإلكترونية للألمونيوم عند درجة حرارة 3.0x103K.
9- إذا عرفنا درجة الحرارة To التي عندها يكون الجهد الكيميائي منعدما، أوجد العلاقة بين Toو درجة حرارة فيرميTf
10- احسب عدد الطرق الممكنة لتوزيع أربعة جسيمات متطابقة، و لكن مميزة، على صندوقين متطابقين بحيث يحتوي كل صندوق على جسيمين.
11- احسب عدد الطرق الممكنة لتوزيع أربعة جسيمات متطابقة و غير مميزة على صندوقين متطابقين بحيث يحتوي كل صندوق على جسيمين.
12- ما هي درجة الحرارة التي تتساوي فيها قراءة مقياس السلسيوز و مقياس الفهرنهايت ؟
13- احسب عدد جزيئات غاز مثالي محصور في خزان حجمه 1.00cm3 و ضغطه 100 Pa و عند درجة حرارة 20˚C.
14- يحتوي وعاء حديدي على 5 مولات من غاز مثالي عند درجة حرارة 0˚C و ضغط جوي واحد. سخن الغاز حتى وصلت درجة حرارته إلى 100˚C. كم عدد المولات التي يجب إزالتها من الوعاء حتي يبقى الضغط ثابتا.
15- عند إضافة كمية من الحرارة لنظام مكون من 2 كيلو مول من غاز مثالي عند درجة حرارة 300 K فإن النظام يتمدد بعملية ايسوثرمالية إلى ضعف حجمه الأصلي. احسب الشغل المبذول من النظام و كمية الحرارة المضافة.
16- غاز مثالي أحادي الذرة بحجم Vo و تحت ضغط Po تمد كظمي حتى أصبح حجمه ضعف الحجم الابتدائي أ. أثبت أن الضغط النهائي يساوي 0.314 Po ب. أثبت أن التغير في الانثالبي يساوي -093.PoVo
17- افترض أن الأكسجين ((O2 هو غاز مثالي ثنائي الذرة.. إذا زيدت درجة حرارة 2 كيلو مول من الأكسجين من ˚C 27 إلى ˚C 227 فاحسب الزيادة في الطاقة الداخلية و الزيادة في الإنثالبي لهذا الغاز. تذكر أن cv = (5/2)‎ R.
18- 1. أوجد التغير في إنتروبي النظام في الحالات التالية : أ-كيلوغرام من الماء سخن كهربائيا من درجة حرارة 20˚C إلى 80˚C. ب-كيلوغرام من الثلج عند الصفر المئوي و ضغط جوي واحد يتكثف إلى ماء تحت الظروف نفسها.
19- يمر تيار كهربائي قيمته 1 أمبير لمدة عشر ثوان في مقاومة قيمتها 25 أوم. إذا غمست المقاومة في إناء كبير مملوء بالماء و درجة حرارته 280k فما هو التغير في الإنتروبي لكل من المقاومة و الماء.
20- يتغير حجم غاز مثالي أحادي الذرة من V1 إلى V2 في عملية انعكاسية. احسب التغير في إنتروبي الغاز إذا كانت العملية أ. أيسوبارك ب. أيسوثيرمال.
21- ما مقدار التغير في طاقة جبس الحرة للماء إذا زيدت درجة حرارته من ˚C 25 فاحسب إلى ˚C 30 عند الضغط الجوي ؟
22- أثبت أن الإنثالبي للغاز المثالي لا يعتمد على الضغط.
23- أثبت أن الحرارة النوعية Cv لغاز ممثل بمعادلة فان در والز لا تعتمد على الضغط و الحجم
Table of Contents