Молекулярная физика

1. После расширения вследствие нагревания при ,m= 10 г кислорода, взятого при давлении 3 атм. и температуре ,занял объем 10 л. Каким был объем газа до расширения и какой стала температура кислорода после расширения ?

Дано:Решение:

Из уравнения Клапейрона -Менделеева найдем :

.

Из формулы закона Гей-Люссака

при можно

–? –?выразить:

.

,

.

2. Азот, занимающий при давлении объём, расширяется вдвое. Найти конечное давление и работу, совершаемую газом при следующих процессах: а) изобарном, б) изотермическом, в)адиабатном.

Дано:

Решение:

а) работа газа при изобарном процессе

,

б) работа газа при изотермическом расширении, при ,

.

в) работа газа при адиабатном процессе равна убыли внутренней энергии.

Из уравнений Клапейрона - Менделеева для начального и конечного состояния газа для вычисления работы выразим :

давление газа при адиабатном процессе,

, для азота i = 5.

Вычисления:

а) ,

б)

в)

3. Кислород, масса которого m= 200 г., нагревают от 27С до 127С. Найти изменение энтропии если известно, что начальное и конечное давления одинаковы и близки к атмосферному.

Дано: Решение:

При изобарном расширении изменение энтропии:.

Количество теплоты, передаваемое

системе: ,

Для изобарного расширения газа при ,

4. Два сосуда соединены трубкой с краном . В первом сосуде, емкостью 3 л, находится газ под давлением , а во втором сосуде, емкостью 4 л, находится газ под давлением. Каким станет давление в сосуде после того, когда откроют кран?

Дано: Решение:

По закону Дальтона:

.

По закону Бойля–Мариотта:

,

.

Найдем парциальные давления газа после открывания крана:

, ,

,

.

Электричество

1. В вершинах квадрата со стороной а расположены два положительных и два отрицательных заряда, поq каждый. определить напряженность электростатического поля и потенциал в центре этого квадрата.

Дано:

а

q

Е – ?

q3

а) б)

Решение:

а) , б)

,

,

, ,

,

2. В плоский конденсатор параллельно его пластинам по середине влетает узкий пучок электронов прошедших ускоряющее электрическое поле с разностью потенциалов 1500 В. Расстояние между, обкладками 1 см. При какой минимальной разности потенциалов на конденсаторе электроны не вылетят из него. Длина обкладок 5 см.

Д

y

ано:

Решение:

,

, ,

,

, ,

.

3. В схеме, показанной на рис. Определить: 1) работу, совершаемую источниками, и полное количество выделившейся в цепи джоулевой теплоты за интервал временипри2) При каком сопротивлении, выделяемая на этом резисторе мощность максимальна?

Дано:

Решение:

Для узла А: Iправило Кирхгофа (1)

IIправило Кирхгофа (2), (3)

Умножив уравнения: (2) на , а (3) наи, сложив их почленно, с учетом (1), получим:

. (4)

Из уравнений (2) и (3) найдем :

,

Учитывая уравнение (4) получим:

При максимальном значении мощности выполняется условие:

.

После нахождения производной и преобразований уравнения

получим:

4. Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью сопротивленияи конденсатора емкостьюКакую среднюю мощность должен потреблять контур, чтобы в нем поддерживались незатухающие колебания с амплитудным значением напряжения на конденсаторе

Дано: Решение:

Тепловая мощность:

Джоулево тепло:

По гармоническому закону:

; а промежуток времени:

,

P – ?

Средняя мощность за период Т:

с учетом ,

ОПТИКА

1. На плоскопараллельную пластину с показателем преломления падает нормально параллельный пучок белого света. При какой наименьшей толщине стенки будет наиболее прозрачна для света с длиной волны(желтый свет)?

Дано: Решение:

Условие света (стенка наиболее прозрачна):

2. На дифракционную решетку падает плоская волна, фронт которой параллелен плоскости решетки. Общее число штрихов решетки ПериодПадающий свет содержит две длины волны:и. Начиная с какого порядка эти линии будут разрешены?

Дано: Решение:

Волны с длинамииможно считать

разрешенными, если максимум m-го порядка

________________ для совпадает с минимумом,

n– ? ближайший, к ее максимуму того же порядка.

Для положениеm-го максимума:

Максимумы для ближайшие к еетого жеm-го порядка

Поскольку <, надо чтобы уголсовпадал с. Тогдаилиоткуда искомый порядокспектра:

Значит разрешение указанных волн начнется только с главных 3-го порядка.

3. Фототок, возникающий в цепи при освещении вольфрамового катода светом с длиной волны , прекращается при включении задерживающей разности потенциалов. Определить контактную разность потенциалов. Работа выхода для вольфрама

Дано: Решение.

. (1)

Из формулы Эйнштейна:

(2)

Выразими подставив в (1), найдем:

(3)

(4)

4.При бомбардировке нейтроном ядро бериллиявыбрасываемый нейтрон. Записать ядерную реакцию и вычислить выделяющуюся в ее ходе энергию.

Дано: Решение:

,

,

,

,