Файл: Упр 1 Приведите примеры технических устройств, действие которых основано на открытии радиоактивности, электромагнитных волн, ультразвука, реактивного движения.docx

3. 
   Определите КПД цикла, если известно, что максимальная и минимальная температуры в цикле отличаются в 3 раза (рис. 125). Рабочее тело – иде- альный одноатомный газ.
   

КПД = 1 - T2/T1

но Т1 = 4* Т2, то

КПД = 1 - Т2/Т1 = 1 - Т2/(4*Т2)= 1 - 1/4 = 3/4 или 75 %

5. Идеальная тепловая машина совершает за один цикл работу A = 73,5 кДж. Темпера- тура нагревателя t1 = 100 °C, температура холодильника t2 = 0 °C. Определите КПД цикла и количество теплоты, отданное за один цикл холодильнику.

Дано:

 

A = 73,5 кДж  = 73,5·103 Дж Т1 = 100 °С = 373 К Т2 = 0 °С = 273 К

η -? Q1 -? Q2 -?

Решение:

КПД идеальной тепловой машины



 



Количество теплоты Q₁, получаемое машиной за один цикл от нагревателя


Количество теплоты Q₂, отдаваемое за одни цикл холодильнику



Ответ: 




Упр 25

1. 
   Определите плотность насыщенных паров воды при температуре 50 °С.
   

   Дано:   Т= 50 °С = 323 К р = 12,3 кПа = 13,3·103 Па μН2О = 18 ·10-3 кг/моль ρ  - ?

   Решение:   Менделеева-Клапейрона Ответ:

2. 
   Насыщенный водяной пар, имевший начальную температуру 20 °С, отде­ лили от жидкости и нагрели до 30 °С при постоянном объеме. Определите давление пара. Как называют такой пар?
   

---

давление насыщенного пара р1 при температуре 20С=293К берем из таблицы р1=2328 Па. при изохорическом процессе p/T1=p2/T2, отсюда p2=p1(T2/T1)=2328*303/293=3122,5 Па. такой пар называют перегретым.

3. 
   Определите абсолютную влажность воздуха при температуре 50 °С, если давление водяного пара 8 кПа.
   

4. 
   Абсолютная влажность воздуха при температуре 300 К равна 12,9 г/м3. Чему равна относительная влажность воздуха?
   

Дано:

t=300K=27°

ρ=12.9г/м3

φ-?

Решение:

φ=ρ/ρ0*100%

ρ – плотность пара ρ0 – плотность насыщенного пара при данной температуре

φ –относительная влажность воздуха при данной температуре

Плотность насыщенного пара при температуре 27°С равна 25,8 г/м3 (табличное значение)Подставляем в формулу:

φ=12,9/25,8 *100% = 50%
Упр 26.

3. 
   Чему равен коэффициент поверхностного натяжения воды, если с помощью пипетки, имеющей кончик диаметром d = 0,4 мм, можно дози­ ровать воду с точностью до m = 0,01 г.
   

mg⃗ mg→ - сила тяжести и F⃗ F→ - сила поверхностного натяжения (рис.). Из условия равновесия капли найдем, что mg−F=0⇒F=mgmg−F=0⇒F=mg (*). Выразим силу поверхностного натяжения F=δl=δ2πRF=δl=δ2πR, где R=d/2R=d/2 - радиус кончика пипетки. После подстановки в формулу (*) получим: δπd=mg⇒δ=mg/πd=0,078Н/мδπd=mg⇒δ=mg/πd=0,078Н/м.

4. 
   Какую работу нужно совершить, чтобы выдуть мыльный пузырь радиусом R = 4 см?
   

---

5. 
   Определите разность уровней ртути в двух сообщающихся капиллярах с диаметром каналов d = 1 мм и d = 2 мм.
   

d1 =1 мм = 1·10-3 м

d2=2 мм = 2·10-3 м H=h1-h2=4a/pgd1-4a/pgd2=7.5*10-23м
α = 0,5

ρ = 13,6·103 кг/м3

Δh - ?

Разность уровней

Упр 27

1. 
   Под действием какой силы, направленной вдоль оси стержня, в нем возни­ кает напряжение 15 107 2 × Í ì ? Диаметр стержня 0,40 см.
   

2. 
   Каково напряжение у основания кирпичной стены высотой 20 м? Одина­ ковой ли должна быть прочность кирпича у основания стены и в верхней ее части?
   

3. 
   Какую минимальную нагрузку должна испытать латунная проволока длиной 4,0 м и сечением 20 мм2, чтобы появилась остаточная деформация? Каким будет при этом относительное удлинение проволоки? Предел упру­ гости латуни sóïð Í ì =⋅ 11108 2 , . Массой проволоки можно пренебречь.
   

4. 
   Под действием силы в 100 Н проволока длиной 5,0 м и сечением 2,5 мм2 удлинилась на 1,0 мм. Определите напряжение, испытываемое прово­ локой, и модуль Юнга.
   

---

5. Какое сечение должен иметь медный стержень длиной 5,0 м, чтобы при нагрузке 480 Н он удлинился не более чем на 1,0 мм? Выдержит ли стер­ жень такое напряжение, если предел прочности меди при растяжении 2,2·108 Н/м2? Массу стержня не учитывать.

F/s=E*dL/L0
s=F*L0/E*dL=480*5/1,2*10^11*10^-3=2*10^-5 м2

Упр 28

1. 
   С какой силой взаимодействуют два точечных заряда 10 нКл и 15 нКл, находящиеся на расстоянии 5 см друг от друга?
   

2. 
   Два одинаковых точечных заряда, находясь друг от друга на расстоянии 5 см, взаимодействуют силой 0,4 мН. Чему равен каждый из этих зарядов?
   

Дано: СИ

F = 0,4 мН 0,4*10⁻³ Н

q₁ = q₂ = q

r = 5 см 5*10⁻² м

_________

q - ?

Решение:

F = k*q*q / r²

q = r*√ (F/k)

q = 5*10⁻²*(√ ( 0,4*10⁻³/9*10⁹) ≈ 1*10⁻⁸ Кл

3. 
   Два одинаковых шарика, заряженные один положительным зарядом 15 мкКл, другой отрицательным –25 мкКл, приводят в соприкосновение и вновь раздвигают на расстояние 10 см. Определите заряд каждого шарика и силу их взаимодействия после соприкосновения.
   

4. На нити висит заряженный шарик массой 20 г. Какой заряд q2 нужно поместить на расстояние 5 см от шарика, чтобы вес шарика уменьшился в 2 раза? Заряд шарика 10–6 Кл.

---

k=9*10^9

m=29*10^-3

r=5*10^-2

q1=2*10^-6

q2=?

k*q1*12/r²=m*g/2

q2=(m*g*r²)/(k*q1)=...............

осталось подставить и сосчитать.

5. Два маленьких шарика одинаковой массы, каждому из которых сообщили заряд 9·10–7 Кл, подвешены на нитях длинной 1 м. Угол, на который они разошлись, равен 60°. Определите массы шариков.

Два маленьких шарика одинаковой массы, каждому из которых сообщили заряд 4*10^-7 Кл, подвешены на нитях длиной 1 м. Угол, на который разошлись нити, равен 60 градусов. Определите массы шариков

Дано:

m₁=m₂;

q₁=q₂=4*10⁻⁷ Кл;

l=1 м;

α=60°;

_____________

Найти: m₁, m₂

Решение:

Система находится в равновесии, поэтому сумма всех сил, действующих на каждый шарик в отдельности равна нулю:



Распишем это равенство в проекциях на координатные оси:

Ох 

Oy 

Выразим силу натяжения нити из первого уравнения и подставим во второе:







Выполним подстановку и расчет (при этом учтем, что расстояние между зарядами равно l=1 м т.е. треугольник равносторонний):

 Н

 кг или 0,25 г

Упр 29

1. 
   С каким ускорением движется электрон в поле с напряженностью 10 В/м?
   

---