Форум сайта alsak.ru

Задачи и вопросы по физике => Термодинамика. МКТ => Термодинамика => : Антон Огурцевич 28 March 2019, 15:18

: Молекулярная физика и термодинамика
: Антон Огурцевич 28 March 2019, 15:18

Задача 3. Молекулярная физика и термодинамика
На рисунке 3.7 показан цикл, осуществляемый со смесью, состоящей из газа 1 массой m₁ и газа 2 массой m₂, которые считаются идеальными. Цикл состоит из четырех процессов: а – изотерма, b – изобара, с – изохора, d – адиабата. Цикл показан на (PV)-диаграмме, значения Р₁, Р₂ и V₁ заданы в таблице. Выполнить следующие задания:
1. Найти кажущуюся молярную массу смеси и эквивалентное число степеней свободы молекул смеси, а также показатель адиабаты смеси.
2. Записать уравнение всех процессов цикла и в соответствии с видом цикла найти или задать недостающие значения объема и давление в остальных угловых точках цикла.
3. Найти парциальные давления компонентов во всех угловых точках цикла.
4. Найти термодинамические температуры во всех угловых точках цикла и построить примерные графики цикла на (P,Т) и (V,Т)-диаграммах.
5. Найти изменения внутренней энергии, работу газа и количество теплоты, полученное газом во всех процессах цикла.
6. Вычислить КПД цикла и сравнить его с КПД цикла Карно, для которого температура нагревателя равна максимальной температуре в цикле, а температура охладителя – минимальной.
7. Найти КПД холодильной машины, работающей по циклу, проходимому против часовой стрелки.
8. Найти средние, наиболее вероятные и среднеквадратичные скорости компонентов в каком-нибудь (по Вашему выбору) состоянии газа.
9. Какова была бы средняя длина свободного пробега молекул и среднее число столкновений за 1 с в состоянии 1, если бы в сосуде находился только газ 1 массой (m₁+m₂)? Каковы были бы при этом коэффициенты диффузии, вязкости и теплопроводности?
10. Как изменилось бы давление смеси в состоянии 4, если бы 50% молекул газа 2 диссоциировали на атомы? Считать процесс диссоциации изотермическим.
11. Найти количество молекул газа 1 в состоянии 4, чьи скорости отличаются от наиболее вероятной на 0,1%, а также аналогичную величину для средней скорости.
12. Считая, что сосуд имеет форму вертикального цилиндра диаметром 5 см, найти насколько отличается количество молекул газа 1 в состоянии 4 в слое толщиной 1 мм вблизи дна от количества молекул в таком же слое вблизи крышки сосуда.
Численные значения даны в таблице 3. Сделать рисунок.

: Re: Молекулярная физика и термодинамика
: Сергей 29 March 2019, 15:07

1. Найти кажущуюся молярную массу смеси и эквивалентное число степеней свободы молекул смеси, а также показатель адиабаты смеси.
Решение. М(Аr) = 40∙10^-3 кг/моль, М(О₂) = 32∙10^-3 кг/моль.
Кажущуюся молярную массу смеси определим из закона Дальтона: давление газовой смеси равно сумме давлений компонентов смеси

\[ \begin{align}
  & p={{p}_{1}}+{{p}_{2}}(1),p\cdot V=\nu \cdot R\cdot T(2),{{p}_{1}}\cdot V={{\nu }_{1}}\cdot R\cdot T(3),{{p}_{2}}\cdot V={{\nu }_{2}}\cdot R\cdot T(4), \\
 & \nu \cdot R\cdot T={{\nu }_{1}}\cdot R\cdot T+{{\nu }_{2}}\cdot R\cdot T,\nu ={{\nu }_{1}}+{{\nu }_{2}},\frac{{{m}_{1}}+{{m}_{2}}}{\left\langle M \right\rangle }=\frac{{{m}_{1}}}{{{M}_{1}}}+\frac{{{m}_{2}}}{{{M}_{2}}},\left\langle M \right\rangle =\frac{{{m}_{1}}+{{m}_{2}}}{\frac{{{m}_{1}}}{{{M}_{1}}}+\frac{{{m}_{2}}}{{{M}_{2}}}}(5). \\
 & \left\langle M \right\rangle =\frac{40\cdot {{10}^{-3}}+48\cdot {{10}^{-3}}}{\frac{40\cdot {{10}^{-3}}}{40\cdot {{10}^{-3}}}+\frac{48\cdot {{10}^{-3}}}{32\cdot {{10}^{-3}}}}=35,2\cdot {{10}^{-3}}. \\
\end{align} \]

Эквивалентное число степеней свободы, определится из формулы приращения внутренней энергии изохорного нагрева. Это приращение естественно равно сумме приращений внутренних энергий составляющих смесь газов:

\[ \begin{align}
  & \Delta U={{U}_{1}}+{{U}_{2}}(1),\Delta U=\frac{i}{2}\cdot \nu \cdot R\cdot \Delta T(2),{{U}_{1}}=\frac{{{i}_{1}}}{2}\cdot {{\nu }_{1}}\cdot R\cdot \Delta T(3),{{U}_{2}}=\frac{{{i}_{2}}}{2}\cdot {{\nu }_{2}}\cdot R\cdot \Delta T(4), \\
 & \frac{i}{2}\cdot \nu \cdot R\cdot \Delta T=\frac{{{i}_{1}}}{2}\cdot {{\nu }_{1}}\cdot R\cdot \Delta T+\frac{{{i}_{2}}}{2}\cdot {{\nu }_{2}}\cdot R\cdot \Delta T,\frac{i}{2}\cdot \nu =\frac{{{i}_{1}}}{2}\cdot {{\nu }_{1}}+\frac{{{i}_{2}}}{2}\cdot {{\nu }_{2}},i=\frac{{{i}_{1}}\cdot {{\nu }_{1}}+{{i}_{2}}\cdot {{\nu }_{2}}}{\nu }(5), \\
 & \nu =\frac{{{m}_{1}}+{{m}_{2}}}{\left\langle M \right\rangle },{{\nu }_{1}}=\frac{{{m}_{1}}}{{{M}_{1}}},{{\nu }_{2}}=\frac{{{m}_{2}}}{{{M}_{2}}},\nu =\frac{40\cdot {{10}^{-3}}+48\cdot {{10}^{-3}}}{35,2\cdot {{10}^{-3}}}=2,5,\nu1 =\frac{40\cdot {{10}^{-3}}}{40\cdot {{10}^{-3}}}=1, \\
 & \nu2 =\frac{48\cdot {{10}^{-3}}}{32\cdot {{10}^{-3}}}=1,5.\,i=\frac{3\cdot 1+5\cdot 1,5}{2,5}=4,2. \\
\end{align} \]

Аргон газ одноатомный, если газ одноатомный i₁ = 3, молекула кислорода двухатомная, i₂ = 5.
Показатель адиабаты – это отношение молярных теплоемкостей нагрева при постоянном давлении и постоянном объеме:

\[ \begin{align}
  & \gamma =\frac{{{C}_{p}}}{{{C}_{V}}}\ (1),{{C}_{p}}={{C}_{V}}+R,\gamma =\frac{{{C}_{V}}+R}{{{C}_{V}}}(2),\gamma =1+\frac{R}{{{C}_{V}}},{{C}_{V}}=\frac{i}{2}\cdot R(3),\gamma =\frac{i+2}{i}(4). \\
 & \gamma =\frac{4,2+2}{4,2}=1,476. \\
\end{align} \]

М = 35,2∙10^-3 кг/моль, i = 4,2, γ = 1,476.

: Re: Молекулярная физика и термодинамика
: Сергей 29 March 2019, 21:33

2. Записать уравнение всех процессов цикла и в соответствии с видом цикла найти или задать недостающие значения объема и давление в остальных угловых точках цикла.
Решение.
Зададим недостающее значение объема в точке 4, например, V₄ = 10 л.
1 → 2 – адиабатный процесс Q = 0, р∙V^γ = соnst.

\[ {{p}_{1}}\cdot V_{1}^{\gamma }={{p}_{2}}\cdot V_{2}^{\gamma },V_{2}^{\gamma }=\frac{{{p}_{1}}\cdot V_{1}^{\gamma }}{{{p}_{2}}},{{V}_{2}}={{V}_{1}}\cdot \sqrt[\gamma ]{\frac{{{p}_{1}}}{{{p}_{2}}}}(1).{{V}_{2}}=25\cdot {{10}^{-3}}\cdot \sqrt[1,476]{\frac{450\cdot {{10}^{3}}}{250\cdot {{10}^{3}}}}=32,742\cdot {{10}^{-3}}. \]

3 → 4 – изотермический процесс, Т = соnst, р∙V  = соnst.

\[ {{p}_{1}}\cdot {{V}_{4}}={{p}_{3}}\cdot {{V}_{3}},{{p}_{3}}=\frac{{{p}_{1}}\cdot {{V}_{4}}}{{{V}_{3}}}.{{p}_{3}}=\frac{450\cdot {{10}^{3}}\cdot 10\cdot {{10}^{-3}}}{32,742\cdot {{10}^{-3}}}=137,44\cdot {{10}^{3}}. \]

2 → 3 – изохорный процесс V = соnst, р/Т = соnst.

V₂ = V₃.

4 → 1 – изобарный процесс, р = соnst, V /Т = соnst.
р₁ = 450∙10³ Па, р₂ = 250∙10³ Па, р₃ = 137∙10³ Па, р₄ = 450∙10³ Па.
V₁ = 25∙10^-3 м³, V₄ = 10∙10^-3 м³, V₂ = 32,742∙10^-3 м³, V₃ = 32,742∙10^-3 м³.

: Re: Молекулярная физика и термодинамика
: Сергей 29 March 2019, 22:17

4. Найти термодинамические температуры во всех угловых точках цикла и построить примерные графики цикла на (P,Т) и (V,Т)-диаграммах.
Решение. Запишем уравнение состояния газа

\[ \begin{align}
  & p\cdot V=\nu \cdot R\cdot T,T=\frac{p\cdot V}{\nu \cdot R},{{T}_{1}}=\frac{{{p}_{1}}\cdot {{V}_{1}}}{\nu \cdot R},{{T}_{1}}=\frac{450\cdot {{10}^{3}}\cdot 25\cdot {{10}^{-3}}}{2,5\cdot 8,31}=541,5. \\
 & {{T}_{2}}=\frac{{{p}_{2}}\cdot {{V}_{2}}}{\nu \cdot R},{{T}_{2}}=\frac{250\cdot {{10}^{3}}\cdot 32,742\cdot {{10}^{-3}}}{2,5\cdot 8,31}=394. \\
 & {{T}_{3}}=\frac{{{p}_{3}}\cdot {{V}_{3}}}{\nu \cdot R},{{T}_{3}}=\frac{137,44\cdot {{10}^{3}}\cdot 32,742\cdot {{10}^{-3}}}{2,5\cdot 8,31}=216,6. \\
 & {{T}_{4}}={{T}_{3}}=216,6. \\
\end{align} \]

Т₁ = 541,5 К, Т₂ = 394 К, Т₃ = 216,6 К, Т₄ = 216,6 К.

: Re: Молекулярная физика и термодинамика
: Сергей 30 March 2019, 19:25

3. Найти парциальные давления компонентов во всех угловых точках цикла.
Давление каждой из компонент смеси определим используя уравнение Менделева – Клапейрона, которое записано для угловых точек цикла

\[ \begin{align}
  & p\cdot V=\nu \cdot R\cdot T,p=\frac{\nu \cdot R\cdot T}{V},{{\nu }_{1}}=\frac{{{m}_{1}}}{{{M}_{1}}},{{\nu }_{2}}=\frac{{{m}_{2}}}{{{M}_{2}}},{{\nu }_{1}}=\frac{40\cdot {{10}^{-3}}}{40\cdot {{10}^{-3}}}=1,{{\nu }_{2}}=\frac{48\cdot {{10}^{-3}}}{32\cdot {{10}^{-3}}}=1,5.\, \\
 & 1.{{p}_{1}}(Ar)=\frac{{{\nu }_{1}}\cdot R\cdot {{T}_{1}}}{{{V}_{1}}},{{p}_{1}}({{O}_{2}})=\frac{{{\nu }_{2}}\cdot R\cdot {{T}_{1}}}{{{V}_{1}}},{{p}_{1}}(Ar)=\frac{1\cdot 8,31\cdot 541,5}{25\cdot {{10}^{-3}}}=179995. \\
 & {{p}_{1}}({{O}_{2}})=\frac{1,5\cdot 8,31\cdot 541,5}{25\cdot {{10}^{-3}}}=269992. \\
 & 2.{{p}_{2}}(Ar)=\frac{{{\nu }_{1}}\cdot R\cdot {{T}_{2}}}{{{V}_{2}}},{{p}_{2}}({{O}_{2}})=\frac{{{\nu }_{2}}\cdot R\cdot {{T}_{2}}}{{{V}_{2}}},{{p}_{2}}(Ar)=\frac{1\cdot 8,31\cdot 394}{32,742\cdot {{10}^{-3}}}=99998,2. \\
 & {{p}_{2}}({{O}_{2}})=\frac{1,5\cdot 8,31\cdot 394}{32,742\cdot {{10}^{-3}}}=149997,25. \\
\end{align} \]

\[ \begin{align}
  & 3.{{p}_{3}}(Ar)=\frac{{{\nu }_{1}}\cdot R\cdot {{T}_{1}}}{{{V}_{1}}},{{p}_{3}}({{O}_{2}})=\frac{{{\nu }_{2}}\cdot R\cdot {{T}_{1}}}{{{V}_{1}}},{{p}_{3}}(Ar)=\frac{1\cdot 8,31\cdot 216,6}{32,742\cdot {{10}^{-3}}}=54974. \\
 & {{p}_{3}}({{O}_{2}})=\frac{1,5\cdot 8,31\cdot 216,6}{32,742\cdot {{10}^{-3}}}=82460. \\
 & 4.{{p}_{4}}(Ar)=\frac{{{\nu }_{1}}\cdot R\cdot {{T}_{2}}}{{{V}_{2}}},{{p}_{4}}({{O}_{2}})=\frac{{{\nu }_{2}}\cdot R\cdot {{T}_{2}}}{{{V}_{2}}},{{p}_{4}}(Ar)=\frac{1\cdot 8,31\cdot 216,6}{10\cdot {{10}^{-3}}}=179995. \\
 & {{p}_{4}}({{O}_{2}})=\frac{1,5\cdot 8,31\cdot 216,6}{10\cdot {{10}^{-3}}}=269992. \\
\end{align} \]

: Re: Молекулярная физика и термодинамика
: Сергей 30 March 2019, 21:40

5. Найти изменения внутренней энергии, работу газа и количество теплоты, полученное газом во всех процессах цикла.
Решение.
1 → 2, адиабатный процесс. Q = 0.

\[ \begin{align}
  & A=-\nu \cdot {{C}_{V}}\cdot \int\limits_{{{T}_{1}}}^{{{T}_{2}}}{dT=-}\nu \cdot {{C}_{V}}\cdot ({{T}_{2}}-{{T}_{1}}),{{C}_{V}}=\frac{i}{2}\cdot R,i=4,2, \\
 & A=-\nu \cdot \frac{i}{2}\cdot R\cdot ({{T}_{2}}-{{T}_{1}}).A=-2,5\cdot \frac{4,2}{2}\cdot 8,31\cdot (394-541,5)=6435. \\
 & \Delta U=-A.\Delta U=-6435. \\
\end{align} \]

Q = 0, А = 6435 Дж, ∆U = -6435 Дж.
2 → 3, изохорный процесс, ∆V = 0, А = 0.

\[ Q=\Delta U,\Delta U=\frac{\iota }{2}\cdot \nu \cdot R\cdot ({{T}_{3}}-{{T}_{2}}),\Delta U=\frac{4,2}{2}\cdot 2,5\cdot 8,31\cdot (216,6-394)=-7739,5. \]

А = 0, ∆U = -7739,5 Дж, Q = -7739,5 Дж.
3 → 4, изотермический процесс, ∆Т = 0, ∆U=0.
Работа газа при изотермическом процессе определяется по формуле:

\[ \begin{align}
  & A=\int\limits_{{{V}_{3}}}^{{{V}_{4}}}{pdV,}A={{p}_{3}}\cdot {{V}_{3}}\int\limits_{{{V}_{3}}}^{{{V}_{4}}}{\frac{dV}{V}}=\nu \cdot R\cdot {{T}_{3}}\cdot \ln \frac{{{V}_{4}}}{{{V}_{3}}}.A=2,5\cdot 8,31\cdot 216,6\cdot \ln \frac{10\cdot {{10}^{-3}}}{32,724\cdot {{10}^{-3}}}=-5399,8. \\
 & Q=A. \\
\end{align} \]

А = -5399,8 Дж, ∆U = 0, Q =-5399,8 Дж.
4 →1, изобарный процесс.

\[ \begin{align}
  & \Delta U=\frac{\iota }{2}\cdot \nu \cdot R\cdot ({{T}_{1}}-{{T}_{4}}),A=\nu \cdot R\cdot ({{T}_{1}}-{{T}_{4}}),Q=A+\Delta U. \\
 & \Delta U=\frac{4,2}{2}\cdot 2,5\cdot 8,31\cdot (541,5-216,6)=14174,5. \\
 & A=2,5\cdot 8,31\cdot (541,5-216,6)=6749,8.\,Q=20924,4. \\
\end{align} \]

А = 6749,8 Дж, ∆U = 14174,5 Дж, Q =20924,4 Дж.

: Re: Молекулярная физика и термодинамика
: Сергей 31 March 2019, 21:38

6. Вычислить КПД цикла и сравнить его с КПД цикла Карно, для которого температура нагревателя равна максимальной температуре в цикле, а температура охладителя – минимальной.
Решение. Вычислим КПД цикла по формуле

\[ \begin{align}
  & \eta =\frac{A}{{{Q}_{1}}}.A={{A}_{12}}+{{A}_{23}}+{{A}_{34}}+{{A}_{41}}.\eta =\frac{{{A}_{12}}+{{A}_{23}}+{{A}_{34}}+{{A}_{41}}}{{{Q}_{1}}}. \\
 & \eta =\frac{6435+0-5399,8+6749,8}{20924,4}=0,37. \\
\end{align} \]

Q₁ – количество теплоты которое газ получал от нагревателя.
Q > 0 на участке 4 → 1.
Q₁ = Q₄₁ = 20924,4 Дж.
Определим КПД цикла Карно

\[ \eta =1-\frac{{{T}_{\min }}}{{{T}_{\max }}}.\eta =1-\frac{216,6}{541,5}=0,6.
 \]

Ответ: КПД цикла 37%, КПД цикла Карно 60%. КПД цикла Карно больше КПД цикла.

: Re: Молекулярная физика и термодинамика
: Сергей 01 April 2019, 20:47

7. Найти КПД холодильной машины, работающей по циклу, проходимому против часовой стрелки.
Решение. Если повернуть процесс вспять (пустить его против часовой стрелки), то мы получим модель холодильной установки. Определим холодильный коэффициент как отношение отнимаемой теплоты к совершаемой при этом работе, холодильный коэффициент может быть больше единицы.

\[ \begin{align}
  & k=\frac{\left| {{Q}_{2}} \right|}{{{Q}_{1}}-\left| {{Q}_{2}} \right|},k=\frac{\left| {{Q}_{2}} \right|}{A},A={{A}_{12}}+{{A}_{23}}+{{A}_{34}}+{{A}_{41}},{{Q}_{2}}={{Q}_{23}}+{{Q}_{34}}, \\
 & k=\frac{\left| {{Q}_{23}}+{{Q}_{34}} \right|}{{{A}_{12}}+{{A}_{23}}+{{A}_{34}}+{{A}_{41}}}.k=\frac{7739,5+5399,8}{6435+0-5399,8+6749,8}=1,67. \\
\end{align}
 \]

k = 1,67.

: Re: Молекулярная физика и термодинамика
: Сергей 01 April 2019, 20:54

8. Найти средние, наиболее вероятные и среднеквадратичные скорости компонентов в каком-нибудь (по Вашему выбору) состоянии газа.
Решение. Определим средние, наиболее вероятные и среднеквадратичные скорости компонентов в состоянии 1. Т₁ = 541,5 К.
M (Аr)– молярная масса молекулы аргона, М (Аr)= 40∙10^-3 кг/моль, M (О₂)– молярная масса молекулы кислорода, М (О₂)= 32∙10^-3 кг/моль, R = 8,31 Дж/(моль∙К) – универсальная газовая постоянная.
Наиболее вероятная скорость определяется по формуле:

\[ {{\upsilon }_{B}}=\sqrt{\frac{2\cdot R\cdot T}{M}}.\ \ \ (1).{{\upsilon }_{B}}(Ar)=\sqrt{\frac{2\cdot 8,31\cdot 541,5}{40\cdot {{10}^{-3}}}}=474,3.{{\upsilon }_{B}}({{O}_{2}})=\sqrt{\frac{2\cdot 8,31\cdot 541,5}{32\cdot {{10}^{-3}}}}=530,3.
 \]

υ_В(Аr) = 474,3 м/с, υ_В (О₂) = 530,3 м/с.
Средняя арифметическая скорость определяется по формуле:

\[ \begin{align}
  & {{\upsilon }_{CA}}=\sqrt{\frac{8\cdot R\cdot T}{\pi \cdot M}}\ (2). \\
 & {{\upsilon }_{CA}}(Ar)=\sqrt{\frac{2\cdot 8,31\cdot 541,5}{3,14\cdot 40\cdot {{10}^{-3}}}}=267,68.{{\upsilon }_{CA}}({{O}_{2}})=\sqrt{\frac{2\cdot 8,31\cdot 541,5}{3,14\cdot 32\cdot {{10}^{-3}}}}=299,3. \\
\end{align} \]

υ_СА (Аr) = 267,68 м/с, υ_СА (О₂) = 299,3 м/с.
Средняя квадратическая скорость определяется по формуле:

\[ \begin{align}
  & {{\upsilon }_{K}}=\sqrt{\frac{3\cdot R\cdot T}{M}}(3). \\
 & {{\upsilon }_{K}}(Ar)=\sqrt{\frac{3\cdot 8,31\cdot 541,5}{40\cdot {{10}^{-3}}}}=581.{{\upsilon }_{K}}({{O}_{2}})=\sqrt{\frac{3\cdot 8,31\cdot 541,5}{32\cdot {{10}^{-3}}}}=649,5. \\
\end{align}
 \]

υ_К (Аr) = 581 м/с, υ_К (О₂) = 649,5 м/с.

: Re: Молекулярная физика и термодинамика
: Сергей 01 April 2019, 22:21

9. Какова была бы средняя длина свободного пробега молекул и среднее число столкновений за 1 с в состоянии 1, если бы в сосуде находился только газ 1 массой (m₁+m₂)? Каковы были бы при этом коэффициенты диффузии, вязкости и теплопроводности?
Решение.
Средняя длина свободного пробега молекулы аргона определяется по формуле:

\[ \lambda =\frac{1}{\sqrt{2}\cdot \pi \cdot {{d}^{2}}\cdot n}\ \ \ (1). \]

d – эффективный диаметр молекулы аргона (справочные данные), d = 3,6∙10^-10 м, n – концентрация молекул аргона.
Концентрацию молекул аргона определим по формуле:

\[ n=\frac{N}{V},N=\frac{m}{M}\cdot {{N}_{A}}(4),n=\frac{m}{M\cdot V}\cdot {{N}_{A}}(2). \]

Где: M – молярная масса молекулы аргона, М = 40∙10^-3 кг/моль, R = 8,31 Дж/(моль∙К) – универсальная газовая постоянная, масса газа
m = m₁+m₂, m = 88∙10^-3 кг. V = 25∙10^-3 м³, N_А = 6,02∙10²³ моль^-1 – число Авогадро.
Подставим (2) в (1) определим длину свободного пробега молекулы аргона:

\[ \lambda =\frac{M\cdot V}{\sqrt{2}\cdot \pi \cdot {{d}^{2}}\cdot m\cdot {{N}_{A}}}\ \ \ (3).\lambda =\frac{40\cdot {{10}^{-3}}\cdot 25\cdot {{10}^{-3}}}{\sqrt{2}\cdot 3,14\cdot {{(3,6\cdot {{10}^{-10}})}^{2}}\cdot 88\cdot {{10}^{-3}}\cdot 6,02\cdot {{10}^{23}}}=3,29\cdot {{10}^{-8}}. \]

λ = 3,29∙10^-8 м.
υ_СА (Аr) = 267,68 м/с. Среднее число соударений в секунду молекул кислорода при этих условиях определим по формуле:

\[ \nu =\frac{N}{t}=\frac{{{\upsilon }_{CA}}}{\lambda },\ N=\frac{{{\upsilon }_{CA}}}{\lambda }\cdot t.N=\frac{267,68}{3,29\cdot {{10}^{-8}}}\cdot 1=81,36\cdot {{10}^{8}}.
 \]

N = 81,36∙10⁸.
Коэффициент диффузии D определяется по формуле:

\[ D=\frac{1}{3}\cdot {{\upsilon }_{CA}}\cdot \lambda .D=\frac{1}{3}\cdot 267,68\cdot 3,29\cdot {{10}^{-8}}=2,9\cdot {{10}^{-6}}. \]

D = 2,9∙10^-6 м²/с.
Динамическая вязкость газа определяется по формуле

\[ \eta =\frac{1}{3}\cdot \rho \cdot {{\upsilon }_{CA}}\cdot \lambda ,\rho =\frac{m}{V},\eta =\frac{1}{3}\cdot \frac{m}{V}\cdot {{\upsilon }_{CA}}\cdot \lambda .\eta =\frac{1}{3}\cdot \frac{88\cdot {{10}^{-3}}}{25\cdot {{10}^{-3}}}\cdot 267,68\cdot 3,29\cdot {{10}^{-8}}=10,3\cdot {{10}^{-6}}.
 \]

η = 10,3∙10^-6 кг/(м∙с).
В соответствии с кинетической теорией для газа коэффициент теплопроводности равен:

\[ \begin{align}
  & \chi =\frac{1}{3}\cdot \rho \cdot {{\upsilon }_{CA}}\cdot \lambda \cdot {{c}_{V}},\chi =\eta \cdot {{c}_{V}},{{c}_{V}}=\frac{{{C}_{V}}}{m},{{C}_{V}}=\frac{i}{2}\cdot R,i=3,{{c}_{V}}=\frac{3\cdot R}{2\cdot m}, \\
 & \chi =\eta \cdot \frac{3\cdot R}{2\cdot m}.\chi =10,3\cdot {{10}^{-6}}\cdot \frac{3\cdot 8,31}{2\cdot 88\cdot {{10}^{-3}}}=1,46\cdot {{10}^{-3}}. \\
\end{align} \]

χ = 1,46∙10^-3 Вт/(м·K).