Контрольные задания по физике для студентов заочной формы обучения. Сборник задач

Название

Формула

Примечание

Коэффициент

перегрузки при

2

движении

K =

1+

an

g – ускорение свободного

g 2

в горизонтальной

падения

плоскости

Количество

N A – постоянная Авогадро,

N = N Aν

ν – количество молей

молекул вещества

вещества

p – давление (Па),

V – объем (м3),

m – масса вещества (кг),

Уравнение

µ – его молярная масса

(кг/кмоль),

Менделеева-

R (Дж/(кмоль×К)) –

Клапейрона

универсальная газовая

постоянная,

T – абсолютная темпера-

тура (0К или просто К)

Связь абсолют-

ной температуры

По величине градусы

(в градусах

Кельвина) с

T ≈t +273

Кельвина и Цельсия

практической

совпадают, но у них разные

температурной

«точки отсчета»

шкалой (градусы

Цельсия)

n – концентрация газа (м-3),

Уравнение

p = nkT

k – постоянная Больцмана

состояния

(Дж/К),

идеального газа

T – абсолютная

температура (К)

Количество

ν

=

m

m – масса вещества (кг),

молей вещества

µ

µ – его молярная масса

(кг/кмоль)

Название

Формула

Примечание

Энергия

поступательного

k – постоянная Больцмана

и вращательного

движения

0

(Дж/К),

T – абсолютная температура

одной молекулы

одноатомного

(К)

идеального газа

Энергия

поступательного

и вращательного

движения

,

k – постоянная Больцмана

одной молекулы

двухатомного

(Дж/К),

идеального газа

T – абсолютная темпера-

или трехатомного

тура (К)

идеального

газа с линейной

структурой

молекулы

Энергия

поступательного

и вращательного

,

движения

k – постоянная Больцмана

одной молекулы

(Дж/К),

трехатомного

T – абсолютная темпера-

идеального газа

с нелинейной

тура (К)

структурой

молекулы

Энергия

поступательного

,

R – универсальная

и вращательного

гпостоянная (Дж/(моль×К)),

движения

T – абсолютная темпера-

одного моля

одноатомного

тура (К)

идеального газа

Название

Формула

Примечание

Энергия

поступательного

и вращательного

движения

,

R

одного моля

– универсальная газовая

двухатомного

постоянная (Дж/(моль× К)),

идеального газа

T – абсолютная темпера-

или трехатомного

тура (К)

идеального

газа с линейной

структурой

молекулы

Энергия

поступательного

и вращательного

,

R

движения

– универсальная газовая

одного моля

постоянная (Дж/(моль×К)),

трехатомного

T – абсолютная темпера-

идеального газа

тура (К)

с нелинейной

структурой

молекулы

m

– масса одной молекулы

1

Среднеквадра-

газа,

k – постоянная Больцмана

тичная скорость

(Дж/К),

движения

R – универсальная газовая

молекулы

постоянная (Дж/(моль×К)),

идеального газа

T – абсолютная темпера-

тура (К)

Q

– переданная телу

теплота,

Первое начало

Q = ∆U + A

∆U – изменение

термодинамики

внутренней энергии тела,

A – совершенная телом

работа

Название

Формула

Примечание

Количество

C

– молярная теплоемкость,

теплоты, которое

ν

– количество молей

следует передать

Q =Cν∆T

вещества,

некоторому

∆T – изменение темпера-

количеству

туры (∆T =∆t – изменение

вещества для

температуры в градусах

повышения его

Кельвина и Цельсия

температуры

совпадает)

Молярная

R – универсальная газовая

теплоемкость

C

= 3R

постоянная (Дж/(моль×К)).

одноатомного

Для большей точности

идеального газа

V

2

вместо этой формулы можно

при постоянном

использовать и экспе-

объеме

риментальные данные

Молярная

теплоемкость

двухатомного

R – универсальная газовая

идеального газа

постоянная (Дж/(моль×К)).

или трехатомного

Для хорошей точности

идеального

= 5R

CV

вместо этой формулы можно

газа с линейной

структурой

2

использовать и экспе-

молекулы при

риментальные данные

постоянном

объеме

Молярная

теплоемкость

R – универсальная газовая

трехатомного

постоянная (Дж/(моль×К)).

идеального газа

CV =3R

Для приемлемой точности

с нелинейной

вместо этой формулы можно

структурой

молекулы при

использовать и экспе-

постоянном

риментальные данные

объеме

γ = CP

При использовании

Коэффициент

этой формулы

Пуассона

CV

можно использовать

экспериментальные данные

Название

Формула

Примечание

Связь молярной

R – универсальная газовая

теплоемкости

постоянная (Дж/(моль×К)).

идеального газа

Для большей точности

при постоянном

CP =CV + R

вместо этой формулы можно

давлении и при

использовать и экспе-

постоянном

риментальные данные

объеме

Коэффициент

Большинство одноатомных

Пуассона для

γ =5/3

газов очень похожи на

одноатомных

идеальные

идеальных газов

Коэффициент

Пуассона для

двухатомных

идеальных газов

и трехатомных

Большинство двухатомных

идеальных газов

газов похожи на идеальные.

с линейным

расположением

γ = 7/5

А трехатомные – не очень.

атомов

Для них лучше пользоваться

в молекуле

экспериментальными

(в предположении

данными

полного

вымерзания

колебательных

степеней

свободы)

Количество

CV – молярная

теплоты,

потребное для

теплоемкость при

Q =CVν∆t

постоянном объеме,

нагревания

ν – количество молей газа,

идеального газа

∆t – увеличение

при постоянном

температуры

объеме

Закон Дюлонга

CP ≈CV ≈3R

R – универсальная газовая

и Пти

постоянная (Дж/(моль×К))

Название

Формула

Примечание

Коэффициент

Пуассона для

многоатомных

идеальных газов

Большинство многоатомных

с нелинейным

расположением

газов не очень похожи на

атомов

γ = 4/3

идеальные (по величине

в молекуле

коэффициента Пуассона

(в предположении

и по величине теплоемкости

полного

при постоянном объеме)

вымерзания

колебательных

степеней

свободы)

Количество

C

– молярная

теплоты,

P

потребное для

теплоемкость при

Q =CPν∆t

постоянном давлении,

нагревания

ν – количество молей газа,

идеального газа

∆t

– увеличение

при постоянном

температуры

давлении

Количество

c – удельная теплоемкость

теплоты,

вещества (Дж/(кг×град),

потребное для

градус – или К или 0С),

увеличения

m – масса вещества (кг),

температуры

∆t

– увеличение

заданной массы

температуры

вещества

Значение коэффициента

Уравнение

Пуассона γ можно

расчитывать теоретически

адиабаты

или брать из эксперимента

для данного газа

– температуры

К.п.д. цикла

нагревателя и холодильника

Карно

соответственно (в градусах

Кельвина!)

Название

Формула

Примечание

µ – молярная масса газа,

g – ускорение свободного

падения,

Барометрическая

R – универсальная газовая

постоянная,

формула

T – абсолютная температура,

h – высота над уровнем

моря,

p0 – давление на уровне моря

Закон Кулона

F = k

q1q2

k – электродинамическая

постоянная

r 2

Напряженность

E = k

q

k – электродинамическая

поля точечного

постоянная

r 2

заряда

Потенциал

ϕ = k q

k – электродинамическая

постоянная

точечного заряда

r

Определение

C =

q

= q

Емкость измеряется

емкости

конденсатора

∆ϕ

U

в Фарадах (Ф)

ε

– диэлектрическая

Емкость плоского

C = ε0εS

проницаемость вещества

между обкладками,

конденсатора

d

S

– площадь обкладок,

d

– расстояние между

обкладками

Емкость при

C =

1

q = q = q

последовательном

1

+

1

1

2 ,

соединении

U =U1 +U2

C2

конденсаторов

C1

Емкость при

q = q1

+q2

параллельном

C =C1 +C2

,

соединении

U =U1 =U2

конденсаторов

Название

Формула

Примечание

Энергия

U

– напряжение между

заряженного

обкладками,

конденсатора

q – заряд конденсатора

Плотность

ε0εE2

энергии

w =

ε – диэлектрическая

электростати-

2

проницаемость вещества

ческого поля

Закон Ома для

I =

U

I – сила тока (А),

участка цепи

R

U – напряжение (В),

R – сопротивление (Ом)

Закон

I

– сила тока (А),

P = I 2 R =U

2

U

– напряжение (В),

Джоуля-Ленца

P

– мощность,

для участка цепи

R

выделяющаяся на

сопротивлении (Вт)

I

– сила тока (А),

Закон Ома для

ε

ε – э.д.с. (В),

I =

R

– сопротивление

замкнутой цепи

R +r

нагрузки,

r – внутреннее сопротив-

ление источника тока

Сопротивление

I = I1 = I2

при последова-

R = R1 + R2

тельном

U =U1 +U2

соединении

проводников

Сопротивление

1

при

R =

U =U1 =U2

1

1

параллельном

+

I = I1 + I2

соединении

R1

R2

проводников

Температурная

ρ0 – удельное сопротив-

зависимость

ρ = ρ0 (1+αt)

ление при 0 0С (Ом×м),

удельного

α

– температурный

сопротивления

коэффициент сопротивления

металла

(1/град)

Название

Формула

Примечание

ρ

– удельное сопротивление

ρl

материала, из которого

Сопротивление

изготовлен провод (Ом×м),

провода

R = S

l

– длина провода,

S

– площадь поперечного

сечения провода

ρ0 – некоторая константа

с размерностью удельного

Температурная

сопротивления,

Eg – ширина запрещенной

зависимость

сопротивления

зоны в данном

полупроводнике,

полупроводника

k – постоянная Больцмана,

T – абсолютная температура

Зависимость

– напряженность пробоя

напряжения

пробоя от

(В/м),

толщины

d – величина разрядного

разрядного

промежутка

промежутка

Зависимость

j0 – некоторая константа

плотности тока

насыщения

с размерностью плотности

тока,

термоэлек-

eϕ – работа выхода

тронной эмиссии

от температуры

электрона из катода

катода

F = q[V ×B]