Задачи по термодинамике и статистике.

  1. Два микропроцессора от одного производителя имеют одинаковые внутреннее устройство и идентичные макроскопические параметры: массу, теплоемкость, теплопроводность и т.д. . Один из них имеет большее число дефектов, вследствие чего он сильнее греется и совершает больше ошибок. При плавлении обоих микропроцессоров в идентичных условиях при были затрачены количества теплоты Q1 и Q2 соответственно. Определить :
    • На плавление какого микропроцессора затрачено больше тепла ?
    • Оценить разницу числа дефектов в обоих кристаллах.
  2. Доказать теорему Нернста для кристаллического аргона, считая спины ядер s = 3/2 идеальным газом . Оценить температуру Т , при которой в доступном лабораторном магнитном поле B= 50000 гс возможна проверка полученных соотношений .
  3. "Демон Максвелла", выполненный в виде кремниевого микрочипа объемом 1 куб.мм со встроенной "видеокамерой" и микропроцессором, контролирует пролет молекул через окошко между двумя адиабатически изолированными объемами, в каждом из которых содержится по 1 молю идеального газа при нормальных условиях. Вычислить, какое количество теплоты придется отвести от оптимальным образом спроектированного и изготовленного "демона Максвелла", разводящего быстрые и медленные молекулы в разные сосуды , чтобы он смог поднять температуру в одном из сосудов на 1 градус. На сколько градусов нагреется такой микрочип, если и его адиабатически изолировать ?
  4. Подобрать параметры крутильного маятника, чтобы с его помощью можно было воспроизвести опыты П.Н.Лебедева (мощность излучения 1.5 калории/мин. ) по давлению излучения на вещество, используя коромысло с длиной плеч 1 - 3 м, на концах которых расположены CD-ROM с коэффициентом отражения, близким к единице, а в качества источника излучения :
    • лазерную указку мощностью 10 мВт.
    • лазерный прожектор видимого диапазона мощностью 1 - 10 вт.
  5. Найти среднеквадратичную изотермическую флуктуацию высоты столбика жидкости в сообщающихся капиллярных трубках,

    одна из которых смачивается под нулевым углом , а другая смачивается под углом (т.е. не смачивается).
  6. Начинающий теннисист обратил внимание на то, что мяч после серии ударов о стенку нагревается. Оценить изменение температуры мяча после серии из N ударов. Скорость мяча считать лежащей в диапазоне V1 - V2 метров в секунду. Масса теннисного мяча M. Теплоемкость резины С .