Контрольная работа по "Физике"

107. Идеальный двухатомный газ, содержащий количество вещества ν = l моль, совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Наименьший объем Vmin = 10 л, наибольший Vmax = 20 л, наименьшее давление pmin = 246 кПа, наибольшее pmax = 410 кПа. Построить 104 график цикла. Определить температуру Т газа для характерных точек цикла и его термический КПД η

                                              РЕШЕНИЕ.

Термический КПД

η =( A/Q1)*100%

где А-работа газа,

Q1- полученная теплота

A=(Pmax-Pmin)* (Vmax-Vmin)

Q1=Q 1-2 +Q 2-3

Q 1-2 – теплота, полученная в процессе перехода из 1 во 2 состояние

Q 2-3 - теплота, полученная в процессе перехода из 2 во 3 состояние

Q 1-2 = ΔU= *  RΔT =  *Vmin(Pmax-Pmin)[pic 1][pic 2][pic 3]

Q 2-3= ΔU+A = *Pmax(Vmax-Vmin) + Pmax(Vmax-Vmin) =[pic 4]

        = *Pmax(Vmax-Vmin)        [pic 5]

η =8,9%

T1= Vmin*Pmin/R =296 K[pic 6]

T2= Vmin*Pmax/R =493 K[pic 7]

ОТВЕТ:    η =8,9%

                 T1= 296 K

                 T2= 493 K

136. В сосуде вместимостью V = 10 л находится азот массой m = 0,25 кг. Определить: 1) внутреннее давление р' газа: 2) собственный объем V' молекул.

       РЕШЕНИЕ.

Согласно уравнения Ван-дер-Ваальса внутреннее давление газа

                           р' =(m/M)*(a/V^2),

где a =0,136 Пa*м^3/моль^2

р' =(0,25/0,028)*(0,136/((10*10^-3)^2) = 107,6 кПа

Собственный объем молекул

V' =ν*b/4 =8,59*10^-5  м^3

где b=3,85*10^-5 м^3/моль

ОТВЕТ: р' = 107,6 кПа

              V'  =8,59*10^-5  м^3

80. Два параллельных проводника с токами силой 3,00 А и 4,00 А находятся на расстоянии 10 cм друг от друга. Токи в проводниках направлены противоположно. Определить магнитную индукцию в точке, находящейся посередине между проводниками. Определить силу взаимодействия на единицу длины проводников.

                                                   РЕШЕНИЕ.

        B2[pic 8]

         B1                  [pic 9][pic 10][pic 11]

        I1        I2        [pic 12][pic 13][pic 14]

        [pic 15][pic 16][pic 17][pic 18]

                                          l[pic 19][pic 20]

Магнитная индукция в точке в середине между проводниками

B = B1+B2 = μμoI1/4π(l/2) +μμoI2/4π(l/2) =( I1+I2)* (μμoI/2πl))

где μo – магнитная постоянная

       μ  - относительная магнитная проницаемость среды

       l – расстояние между проводниками

B = 1,4*10^-5 Тл

Силу взаимодействия на единицу длины проводников.

F/L =μμoI1*I2/2πl = 2,4*10^-5 Н/м

ОТВЕТ:       B = 1,4*10^-5 Тл,       F/L=2,4*10^-5 Н/м 

25. Два свободных электрона движутся навстречу друг другу, имея вдали друг от друга скорости 3v и v соответственно. Определить минимальное расстояние, на которое сблизятся электроны, если пренебречь их гравитационным взаимодействием.

                                      РЕШЕНИЕ.

Рассмотрим  систему отсчета, связанную с одним электроном, который вначале покоился.  В этой системе отсчета другой электрон будет двигаться со скоростью 3v+v. Электроны отталкиваются друг от другу, поэтому их сближение  будет сопровождаться уменьшением скорости  налетающего электрона и увеличением скорости первоначально покоящегося электрона. Это увеличение скорости будет происходить до тех пор, пока скорости обоих электронов не уравняются по величине,  то есть их относительная скорость станет равной нулю. Из закона сохранения импульса следует, что скорость каждого из электронов будет равна