Контрольная работа по физике

Номер зачётной книжки 3-14-40334

Контрольная работа №3

Номер таблицы задач №11

Номера задач: 504, 524, 544, 604, 614, 634

504. В сосуде А объемом  = 2 л находится газ под давлением Па, а в сосуде В объемом = 4 л находится тот же газ под давлением Па. Температура обоих сосудов одинакова и постоянна. Под каким давлением р будет находиться газ после соединения сосудов А и В трубкой? Найти парциальное давление газов в смеси. Объемом соединительной трубки пренебречь.

Решение

Для решения задачи воспользуемся законом Мендлеева-Клапейрона:

,

- давление газа; - объём занимаемый газом; - газовая постоянная; - температура; - масса газа; - молярная масса.

;

Парциальное давление - это давление которое, имел бы газ занимая весь объем:

Ответ: ; ;

524. Азот занимает объем V = 2,5 л при давлении р = 20 Па и температуре Т = 300 К. Какое число молекул азота имеет скорости, отличающиеся от наиболее вероятной не более, чем на 0,01%.

Решение

Найдем наиболее вероятную скорость молекул:

- молярная масса Азота; - газовая постоянная.

Так как диапазон скоростей не велик, то можно воспользоваться приближенной формулой для определения числа молекул:

;

Ответ:

544. В закрытом сосуде находится водород массой = 12 г и азот массой  = 2 г. Найти приращение внутренней энергии U этой смеси при изменении ее температуры на Т = 56 К.

Решение

Приращение внутренней энергии смеси складывается из приращения внутренних энергий каждого газа:

;

Ответ:

604. Мощность излучения шара радиусом 10 см при некоторой постоянной температуре равна 1000 Вт. Найти эту температуру, если коэффициент черноты шара равен 0,25.

Решение

Для решение задачи воспользуемся законом Стефана-Больцмана:

,

где - коэффициенты черноты; - постоянная Стефана-Больцмана; - температура.

Ответ:

614. Свободный электрон в момент времени локализован в области пространства с линейным размером (порядок размера атома). Оцените область локализации этого электрона спустя время .

Решение:

Согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга

, при этом неопределенность импульса составляет: .

Соответствующая неопределенность скорости электрона: .

Полагая ее сопоставимой по порядку с самой скоростью (неопределенность не превышает самого значения скорости), находим, что спустя электрон может пройти расстояние:

,

где ‑ масса электрона; - постоянная Планка;

Подставляем числовые значения:

Это расстояние характеризует неопределенность координаты электрона. Первоначально электрон был расположен в области порядка размера атома, однако спустя секунду он распределен на тысячах километров пространства. Полученный результат означает, что точная локализация свободной микрочастицы в принципе невозможна.

Ответ:

634. Определить длину волны де Бройля для протона, движущегося со скоростью v = 0,6 с (с – скорость света в вакууме).

Решение:

Скорость движения протона достаточно высока, следовательно протон может считаться релятивистской частицей, в этом случае его импульс:

Длина волны де Бройля:

Ответ: