Besprechung am Do 1.11.2001
Übungsblatt 2
Aufgabe 1
a) Wie groß ist die kinetische Energie von He und von N2
bei 0° C und bei 100° C?
b) Wie groß ist die quadratische gemittelte Geschwindigkeit <v2>½?
Aufgabe 2
Bei der Erdumrundung des Space Shuttles beobachtete man an dessen Unterseite Leuchterscheinungen, die man sich zunächst nicht erklären konnte. Zur Aufklärung dieses Phänomens gehen Sie davon aus, dass das Space Shuttle mit ca. 7,4 km/s die Erde umkreist und dabei auf - als ruhend angenommene - N2 Moleküle trifft.
a) Wie groß ist die kinetische Energie dieser Moleküle relativ
zur Rakete?
b) Wie groß ist die Temperatur eines N2-Gases, dessen
quadratisch gemittelte Geschwindigkeit <v2>½
gerade
der Geschwindigkeit der Rakete entspricht?
Aufgabe 3
a) Bei welcher Geschwindigkeit vm liegt das Maximum der Maxwellchen
Geschwindigkeitsverteilung F(v) und wie groß ist F(vm)?
b) Um welchen Faktor ändert sich vm und um welchen
F(vm), wenn die Temperatur T verdoppelt wird?
Aufgabe 4
Berechnen Sie die mittlere Energie <E> durch eine geeignete Integrationsmethode, wobei Sie folgende Formel benötigen:
Aufgabe 5
a) Wie groß ist der Prozentsatz von O2-Molekülen,
die im Sommer am Erdboden (300 K) Geschwindigkeiten zwischen 600 m/s und
650 m/s haben?
Hinweis: Benutzen Sie die Näherungsformel
aus dem Skript.
b) Skizzieren Sie die zugehörige Geschwindigkeitsverteilung anhand
einiger charakteristischer Werte und zeichnen Sie das unter a) angegebene
Intervall ein.