9.3. Решите задачи

91. В сосуде объемом 20 л находится 4 г водорода при температуре 27⁰С. Найдите давление кислорода. [р=mRT/VM=2,5·10⁵ Па].

92. Определите число молекул, содержащихся в единице массы углекислого газа. Найдите массы одной молекулы и для нормальных условий число молекул в 1 см³ газа, если плотность данного газа при нормальных условиях равна [m=M/N_A=3,31·10^-26 кг; n₀=(N_A∙ρ/М)·10^-6≈2,7∙10¹⁹ м^-3].

93. Найдите плотность кислорода при температуре T=300 К и давлении p=1,6·10⁵ Па. Определите массу кислорода, занимающего при этих условиях объемом V=200 м³. [ ].

94. Сколько степеней свободы имеет молекула, обладающая средней кинетической энергией теплового движения <W_k>=9,7∙10^-21 Дж при температуре t=7⁰С? [ ].

95. Чему равна средняя кинетическая энергия поступательного движения при температуре 10000С для двухатомных газов? [<W_k>= ].

96. Найдите среднюю квадратичную скорость молекул газа, имеющего плотность 1,8 кг/м³ при давлении 152 кПа.? [ ].

97. Газ нагревается в открытом сосуде при нормальном атмосферном давлении р₀=101,3 кПа от 27⁰С до 327⁰С. Насколько, при этом изменится число молекул в единице объема? [∆n= ].

98. Удельная теплоемкость при постоянном давлении некоторого газа 978 Дж/кг∙К, его молекулярная масса 34 кг/кмоль. Определите, каким числом степеней свободы обладают молекула этого газа. [ ].

99. Разность между удельными теплоемкостями при постоянном давлении и постоянном объеме для некоторого газа равна 260 Дж/кг∙К.. Определите молярную массу данного газа. [М=R/260=32∙10^-3 кг/моль].

100. При нагревании, на 25⁰С при постоянном давлении необходимо затратить 500 Дж тепла, а при охлаждении того же количество газа на 78⁰С при постоянном объеме выделяется 1070 Дж Определите отношение теплоемкостей С_р/С_v. [ ].

……******……

Тема 10. Электрические процессы

10.1. Методические указания к решению задач

При определении напряженности электрического поля, созданного несколькими точечными зарядами, используют принцип суперпозиции электрических полей. Согласно этому принципу, напряженность поля системы зарядов равна векторной сумме напряженности полей, созданных отдельными зарядами. Для вычисления потенциала поля, созданного несколькими точечными зарядами, также применяют принцип суперпозиции полей, в силу которого потенциал поля будет равен алгебраической сумме потенциалов, созданных отдельными зарядами.

Для расчета электрических полей при наличии диэлектрика учитывают то, что напряженность и потенциал поля уменьшаются на величину диэлектрической проницаемости (ε), т.е. на - раза.

Действующие силы электрического поля определяются в основном, при помощи закона сохранения энергии.

При расчете электрических цепей, необходимо применять два правила: 1) правило узлов, если пластины нескольких конденсаторов соединены в один узел, то алгебраическая сумма зарядов на этих пластинах равна нулю, т.е. ∑q=0; 2) правило контуров: алгебраическая сумма разностей потенциалов на всех конденсаторах и источниках напряжения любого замкнутого контура равна нулю, т.е. ∑u=0.

Когда применяют закон Ома для участка цепи, содержащего э.д.с., необходимо соблюдать следующие правила: а) начертить схему и показать направление тока; б) ток считать положительным на участке 1-2, если он направлен от точки 1 к точке 2; в) э.д.с. считать положительным на участке 1-2, если при мысленном движении вдоль пути 1-2 сначала встречается отрицательный полюс источника, а затем положительный.

Сопротивление любой, сколь угодно сложной разветвленной цепи можно рассчитать, используя правила Кирхгофа. Для этого: а) выбрать направление токов; б) токи, протекающие в узел, считать положительными, вытекающие из узла – отрицательными; в) число уравнений, составленных по первому правилу Кирхгофа, на единицу меньше, чем число узлов, в данной цепи; г) выбрать направление входа контуров цепи по часовой стрелке; д) составляя уравнение ∑JR=∑ε , соблюдать правило знаков: токи, совпадающие с направлением обхода - "+", токи обратные – "-"; считать положительным те э.д.с., которые повышают потенциал в направлении обхода; е) для решения системы уравнений, предварительно поставить числовые значения всех известных величин; ж) если получится ток со знаком "-", то это укажет на ошибочность первоначального выбора.

Задачи по расчету магнитной индукции токов решают, с помощью закона Био-Савара и принципа суперпозиции магнитных полей.