Задача 216

Задача 216

Во сколько раз плотность воздуха зимой при температуре t1= -13 °С больше его плотности летом при температуре t2= 27 °С?

Дано:

По уравнению Менделеева-Клапейрона

Задача 226

Найти показатель адиабаты: а) для неона, б) азота, в) уг­лекислого газа.

Дано:

Показатель адиабаты

Удельные теплоемкости

Подставим (2) в (1), получим:

Задача 236

На рис. 3.6 изображен в координатах TV график процесса, проведенного с идеальным газом. Изобразить этот процесс в коор­динатах pV и рТ.

Процессы 1-2 и 3-4 – изохорные, 2-3 и 4-1 - изотермические

Задача 246

Как изменится средняя квадратичная скорость и средняя кинетическая энергия теплового движения молекул идеального газа при возрастании абсолютной температуры в 2 раза?

Дано:

Кинетическая энергия

Средняя квадратичная скорость

Задача 256

В закрытом сосуде находятся 28 г азота и 32 г кислорода. Найти изменение внутренней энергии при охлаждении смеси на 10 °С.

Дано:

Изменение внутренней энергии смеси

По закону Дальтона

Из уравнения Менделеева-Клапейрона

С учетом (2) и (3), (1) примет вид:

Задача 266

Кислород, занимающий объем V1 = 5 л при давлении p1 - 1 МПа, расширили в 3 раза. Определить установившееся давление и работу, совершенную газом, если процесс протекал адиабатно.

Дано:

При адиабатном расширении

Показатель адиабаты для кислорода

По первому началу термодинамики

Изменение внутренней энергии

По уравнению Менделеева-Клапейрона

С учетом (2), (1) примет вид:

Тогда работа

Задача 276

Идеальная тепловая машина получает от нагревателя, имеющего температуру 500 К, за один цикл 3,4 кДж теплоты. Най­ти работу машины за один цикл и количество теплоты, отдаваемое холодильнику, имеющему температуру 300 К.

Дано:

КПД цикла

Работа

Задача 306

Два шарика массами по т = 1 мг подвешены на шелковых нитях длиной l = 1 м в одной точке. При сообщении шарикам заря­дов они разошлись на r = 4 см. Определить заряд каждого шарика и силу их электростатического отталкивания.

Дано:

Шарики находятся в равновесии. Рассмотрим один из шариков.

По закону сохранения энергии заряда, каждый шарик получит заряд

На шарик действуют три силы: сила кулона , сила натяжения нити и сила тяжести

Условие равновесия шарика в проекциях на оси

Определим угол:

Из (2) выразим и подставим в (1), получим:

По закону Кулона

Приравняв (3) и (4), получим:

Задача 316

Тонкая нить несет равномерно распределенный по длине заряд (τ = 20 мкКл/м). Вблизи средней части нити на расстоянии r - 1 см, малом по сравнению с ее длиной, находится точечный за­ряд q = 0,1 мкКл. Определить силу, действующую на заряд.

Дано:

Сила кулона

Напряженность заряженной нити

Подставим (2) в (1), получим:

Задача 326

Бесконечная длинная тонкая нить несет равномерно рас­пределенный по длине заряд с линейной плотностью τ = 0,1 мкКл/м. Определить разность потенциалов двух точек поля, удаленных от нити на расстояния r1 = 3 см и r2 = 5 см.

Дано:

Для поля с осевой симметрией, каким является поле нити

Разность потенциалов между двумя точками

Напряженность заряженной нити

Подставив формулы, получим:

Задача 336

Плоский конденсатор с площадью пластин S = 200 см² каждая заряжен до разности потенциалов U = 2 кВ. Расстояние ме­жду пластинами d = 2 см; диэлектрик - стекло имеет диэлектриче­скую проницаемость ε = 7. Определить энергию поля конденсатора и плотность энергии поля.

Дано:

Энергия конденсатора

Электроемкость

Подставим (2) в (1), получим:

Объемная плотность

Задача 346

Источник постоянного тока с ЭДС ε = 120 В и внутрен­ним сопротивлением r = 1 Ом включен в цепь. Какую наибольшую мощность может развить источник во внешней части цепи? При каком сопротивлении внешней части цепи это происходит? Чему равен КПД источника в этом случае?

Дано:

Мощность максимальна, если

Мощность

По закону Ома для полной цепи

Подставим (2) в (1), получим:

КПД источника тока