Задачи (стр. 2 )

11. Определить внутреннюю энергию водорода, а также среднюю кинетическую энергию молекулы при температуре 300 К, если количество водорода равно 0.5 молей.

12. Определить суммарную кинетическую энергию поступательного движения молекул газа в сосуде емкостью 3 л под давлением 540 МПа.

13. Количество гелия 1.5 моля при температуре 120 К. Определить суммарную кинетическую энергию всех молекул газа.

14. Водород в количестве 0.5 моля находится при температуре 300 К. Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения молекулы и суммарную кинетическую энергию всех молекул.

15. В азоте взвешены мелкие пылинки, которые могут двигаться как крупные молекулы. Масса пылинки равна 6⋅10–10 г. Газ находится при температуре 400 К. Определить средние квадратичные скорости, а также средние кинетические энергии поступательного движения молекулы и пылинки.

16. Определить молярную массу двухатомного газа и его удельные теплоемкости, если известно, что разность удельных теплоемкостей этого газа равна 260 ДЖ/(кг⋅К).

17. Найти удельные, а также молярные теплоемкости углекислого газа.

18. Определить показатель адиабаты идеального газа, который при температуре 350 К и давлении 0.4 МПа занимает объем 300 л и имеет теплоемкость 857 Дж/К.

19. В сосуде емкостью 6 л находится при нормальных условиях двухатомный газ. Определить теплоемкость этого газа при постоянном объеме.

20. Вычислить удельные теплоемкости газа, зная, что его молярная масса равна 4*10–3 кг/моль и отношение теплоемкостей равно 1.67.

21. Определить среднюю длину свободного пробега молекулы азота в сосуде емкостью 5 литров. Масса газа равна 0.5 г.

  22. Водород находится под давлением 20 мкПа и имеет температуру 300 К. Определить среднюю длину свободного пробега молекул газа.

23. Какова средняя арифметическая скорость молекул кислорода, если известно, что при нормальном давлении средняя длинна свободного пробега молекул равна 100 нм?

24. При каком давлении средняя длинна свободного пробега молекул азота равна 1 м, если температура газа равна 100С?

25. Средняя длинна свободного пробега молекулы водорода при некоторых условиях равна 2 мм. Найти плотность водорода при этих условиях.

26. Определить количество теплоты, которое надо сообщить кислороду объемом 50 л при изохорном нагревании, чтобы давление газа повысилось на 0.5 МПа.

27. При изотермическом расширении азота при температуре 280 К объем его увеличился в 2 раза. Определить:1) совершенную газом работу; 2) изменение внутренней энергии газа; 3) количество теплоты, полученной газом. Масса газа равна 0.2 кг.

28. При адиабатическом сжатии давление воздуха было увеличено с 50 кПа до 0.5 МПа. Затем при неизменном объеме температура воздуха была понижена до первоначальной. Определить давление газа в конце процесса.

29. Кислород массой 200 г занимает объем 100 л и находится под давлением в 200 кПа. При Нагревании газ изобарно расширился до объема 300 л, а затем его давление изохорно возросло до 500 кПа. Найти изменение внутренней энергии газа, совершенную им работу и полученную теплоту. Построить график процесса.

30. Азот массой 100 г изобарно нагрет от температуры 200 К до температуры 400 К. Определить работу газа, полученную теплоту и изменение внутренней энергии.

31. Идеальный газ совершает цикл Карно при температурах теплоприемника 290 К и теплоотдатчика 400 К. Во сколько раз увеличится к. п.д. цикла, если температура нагревателя возрастет до 600 К?

32. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя в 4 раза больше температуры холодильника. Какую долю количества теплоты, полученного за один цикл от нагревателя, газ отдаст приемнику?

33. Газ, совершающий цикл Карно, отдал холодильнику теплоту в 14 кДж. Определить температуру нагревателя, если при температуре холодильника 280 К работа за цикл равна 6 кДж.

34. Определить работу изотермического сжатия газа, совершающего цикл Карно, к. п.д. которого равно 0.4, если работа изотермического расширения равна 8 Дж.

35. Идеальная тепловая машина работает при температурах нагреваК и холодильника 250 К. Определить к. п.д. машины, а также работу при изотермическом расширении, если работа при изотермическом сжатии равна 70 Дж.

36. Найти массу воды, вошедшей в стеклянную трубку диаметром 0.8 мм, опущенную в воду на малую глубину. Считать смачивание полным.

37. Какую работу надо совершить при выдувании мыльного пузыря, чтобы увеличить его объем от 8 см3 до 16 см3. Процесс считать изотермическим.

38. Какая энергия выделится при слиянии двух капель ртути диаметром 0.8 мм и 1.2 мм в одну каплю?

39. Определить давление внутри воздушного пузырька диаметром 4 мм, находящегося в воде у самой ее поверхности. Считать атмосферное давление нормальным.

40. Пространство между двумя стеклянными пластинами с поверхностью 100 см2 каждая, расположенными на расстоянии 20 мкм друг от друга, заполнено водой. Определить силу притяжения между пластинами. Мениск в зазоре считать вогнутым с диаметром, равным расстоянию между пластинами.

Задачи.

1. Точечные заряды 20 мкКл и (- 10) мкКл находятся на расстоянии 5см друг от друга. Определить  напряженность поля в точке, удаленной на 3 см  от первого и 4 см от второго заряда. Определить также силу F, действующую в этой точке на точечный заряд  1 мкКл.

2.  Два положительных точечных заряда  q и 9q  закреплены на расстоянии  100 см друг от друга. Определить, в какой точке на прямой, проходящей через заряды, следует поместить третий заряд так, чтобы он находился в равновесии. Указать, какой знак должен иметь этот заряд для того, чтобы равновесие было устойчивым, если перемещения заряда возможны только вдоль прямой, проходящей через закрепленные заряды.

3.  На расстоянии d= 20 см находятся два точечных заряда - 50 нКл и  100 нКл. Определить силу, действующую на заряд –10 нКл, удаленный от обоих зарядов на одинаковое расстояние, равное d.

4.  По тонкой нити, изогнутой по дуге окружности радиусом  10 см, равномерно распределен заряд  20 нКл. Определить напряженность  поля, создаваемого этим зарядом в точке, совпадающей с центром кривизны дуги, если длина нити равна четверти длины окружности.

5.  Определить напряженность  поля, создаваемого зарядом, равномерно распределенным по тонкому прямому стержню с линейной плотностью заряда  200 нКл/м в точке, лежащей на продолжении оси стержня на расстоянии  20 см от ближайшего конца. Длина стержня  40 см.

6.  По тонкому кольцу радиусом 10 см равномерно распределен заряд  20 нКл. Какова напряженность  поля в точке, находящейся на оси кольца на расстоянии  20 см от центра кольца?

7.  Две одинаковые  круглые пластины площадью 400 см каждая расположены параллельно друг другу. Заряд одной пластины  400 нКл, другой - 200 нКл. Определить силу взаимного притяжения пластин, если расстояние между ними:  а)  3 мм;  б)  10 м.

8.  Четыре одинаковых капли ртути, заряженных до потенциала  10 В, сливаются в одну. Каков потенциал  образовавшейся капли?

9.  Электрическое поле образовано бесконечно длинной заряженной нитью, линейная плотность заряда которой  20 пКл/м. Определить разность потенциалов  двух точек поля, отстоящих от нити на расстоянии  8 см и  12 см.

10.  Электрон с энергией  400 эВ (в бесконечности) движется вдоль силовой линии по направлению к поверхности металлической заряженной сферы радиусом 10 см. Определить минимальное расстояние а, на которое приблизится электрон к поверхности сферы, если заряд ее 10 нКл.

11. Пылинка массой 5 мкг, несущая на себе 10 электронов, прошла в вакууме ускоряющую разность потенциалов  1 мВ. Какова кинетическая энергия  пылинки? Какую скорость приобрела пылинка?

12.  Расстояние между пластинами плоского конденсатора  2 мм, разность потенциалов 600 В. Заряд каждой пластинки  40 нКл. Определить энергию поля конденсатора и силу  взаимного притяжения пластин.

13.  Два конденсатора емкостью 5 мкф и  8 мкф соединены последовательно и присоединены к батарее с э. д.с. 80 В. Определить заряды  конденсаторов и разности потенциалов  между их обкладками.

14.  Два металлических шарика радиусами  5  и 10  см имеют заряды  40нКл  и  –20 нКл соответственно. Найти энергию, которая выделится при разряде, если шары соединить проводником.

15. Как надо соединить конденсаторы емкостью 2 пФ, 4 пФ, 6 пФ, чтобы получить систему с емкостью 3 пФ?

16. Между обкладками воздушного конденсатора параллельно им влетает  электрон со скоростью 1000 км/с.  Длина обкладок равна 5 см, напряженность поля равна 30 В. На какой угол отклонится электрон на выходе из конденсатора?

17. Между обкладками воздушного конденсатора параллельно им  по середине влетает  протон со скоростью 100 м/с. Длина обкладок равна 10 см, а расстояние между ними равно 1 см. При каком минимальном напряжении протон не вылетит из конденсатора?

18. Между пластин конденсатора висит капелька масла с зарядом 3*10–8 Кл и массой 6 мкг. Определить объемную плотность энергии поля конденсатора.

19. Два элемента с э. д.с. 1.6 и 2 В и внутренним сопротивлением 0.3 и 0.9 Ом соответственно соединены последовательно и замкнуты на внешнее сопротивление 2 Ом. Найти силу тока в цепи.

20. Батарея из двух параллельно соединенных источников с э. д.с. 2 и 1.8 В и внутренним сопротивлением 0.05 Ом каждый замкнуты на сопротивление 2 Ом. Найти токи в цепи.

21. Э. д.с. батареи  80 В, внутреннее сопротивление  5 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность  100 Вт.  Определить силу тока  в цепи, напряжение, под которым находится внешняя цепь и ее сопротивление.

22. Определить число электронов, проходящих за время  1с  через поперечное сечение площадью  1 мм железной проволоки длиной 20 м при напряжении на ее концах  16 В.