Физические основы термодинамики Атомная физика Закон радиоактивного распада Идеальный 3х атомный газ Уравнение динамики поступательного движения тела

Лекции и задачи по физике

Билет 18 №5 Идеальный 3х атомный газ. Найти изменение энтропии при изменении объема.

Билет 19-4 Идеальный двухатомный газ в количестве ν = 3 моль совершает процесс TV…

Решение

 dQ = νCvdT + PdV P =   dQ = ν ( CvdT + RT

 

    =165 Дж/К

Билет 20 Тонкая круглая пластина R = 0.1 м в некоторый момент времени…

Решение

Мощность излучаемая с площади  dS = 2π∙r∙dr 

dФ = 2σT4dS = 2σT42π∙r∙dr Ф = =

Далее следует подставить начальные данные.

Билет 21 Тонкая нить согнута в форме дуги полуокружности радиусом R и заряжена с линейной плотностью τ = 10 нКл/м… Найти поле действующее со стороны эл поля стержня.

Решение

dq = τ1dl = τ1Rdφ (φ = ф)

 

dFx = dFsinφ = 2k τ1 τ2sinφdφ 

Билет 22 В трубе сечением S = 1 дм2 и длиной L = 3 м находится воздух…

Решение

T = T1 + Rx 

  

dV = Sdx 

 

Мощность max при sin2ωt =1 Pmax = – (1/2)·mω3(x02 – y02) = 60 вт 

Билет 24№4 Воздушный шар с V = 10 м3 поднимается на h = 4,15 км P0 = 100 кПа. Найти работу Fарх по подъёму шара

Решение

24-3

По длинному прямолинейному проводнику квадратного сечения с a = 2 мм течет j = 20(А/м2).

Найти тепловую мощность.

 


Решение :

Билет 25-4 Идеальный трёхатомный газ ν = 3 моль PT–2 = const V2/V1=2

Решение:

Билет 25 №3

Катушка индуктивности L = 0,1 Гн соединена последовательно с двумя сопротивлениями R = 6 Ом каждое, и эта цепочка подключена к источнику ЭДС E = 12 В.

Найти I = I (t)в

 


Решение:

 

 

Билет 26-4 По круглому проводу радиусом R течёт ток I = 20 А Равномерно распределён по его сечению Найти энергию магнитного поля внутри провода в расчёте на единицу длины

Решение:

Направление магнитного поля H(r) внутри провода

Плотность энергии магнитного поля

 

В элементе длиною l радиусом r площадью dr

На единицу длины

Маленький шарик, обладающий свойствами черного тела нагрет до температуры T = 6000К

Бесконечная прямолинейная тонкая лента шириной =4 см заряжена с поверхностной плотностью

Лодка массой 200 кг стоит на некотором удалении S0 от берега высотой h = 6 м …Найти работу по перемещению лодки

Длинный прямой цилиндрический стержень квадратного сечения. Найти E электрического поля на поверхности стержня в точках, равноудаленных от его ребер.

Идеальный газ в количестве 2 моль совершает процесс

Уравнение состояния идеального газа легко получить, рассматривая давление газа с точки зрения молекулярно-кинетической теории. В основе расчета - классическое представление о силе как быстроте изменения импульса. Сначала рассматривается одна молекула массой m в прямоугольном ящике длиной b и площадью S стенки, перпендикулярной оси x. Удары о стенку считаются абсолютно упругими, и рассматривается только x-компонента движения. Тогда изменения импульса при ударе о стенку  px = 2mvx. Сила действия молекулы на стенку fx = px/t = mvx2/b (здесь учтено, что t =2b/vx -время, через которое молекула вернется для следующего удара о стенку). Если теперь просуммировать удары всех N молекул, находящихся в ящике, то после деления суммарной силы на площадку S, получим давление на стенку 


Можно ввести среднеквадратичную скорость, учитывая три измерения, то есть < v2 > = <vx2 > + <vy2 > + <vz2 > = 3<vx2 > (хотя, вообще говоря, эта замена требует специального обоснования, но мы сочтем этот переход справедливым в силу независимости движений во взаимно перпендикулярных направлениях и полной хаотичности движения молекул). Заменив vxi2 на  N<vx2> , получаем для давления


где <k> - средняя кинетическая энергия одной молекулы, а V = Sb - объем ящика. 

Поскольку полная энергия молекул идеального газа Е = Екин = N<, то

 PV = 2Екин/3

 Если ввести энергетическую температуру ,  равную 2/3 от средней кинетической энергии молекулы идеального газа, то получим уравнение состояния идеального газа (3.2)

PV = N   

где  - коэффициент, переводящий джоули в градусы Кельвина.

При N = NA уравнение принимает вид 

 PV = RT. (1.1`)


Мерой инертности твердого тела