|
Задачи по Физике с решениями, пояснениями и ответами
|
|
| Wilhoite | Дата: Понедельник, 23.10.2017, 15:28 | Сообщение # 181 |
|
Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 280
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| 5.229: Некоторая масса кислорода занимает объем V1=3 л при температуре t1=27 °C и давлении p1=820 кПа (рис. 8). В другом состоянии газ имеет параметры V2=4,5 л и p2=600 кПа. Найти изменение ΔS энтропии при переходе газа из состояния А в состояние B, если переход совершается: а) по участку ACB; б) по участку ADB.
5.230: Объем V1=1 м^3 воздуха, находящегося при температуре t1=0 °С и давлении p1=98 кПа, изотермически расширяется от объема V1 до объема V2=2V1. Найти изменение ΔS энтропии при этом процессе.
5.231: Изменение энтропии на участке между двумя адиабатами в цикле Карно ΔS=4,19 кДж/К. Разность температур между двумя изотермами ΔT=100 К. Какое количество теплоты Q превращается в работу в этом цикле?
6.1 В каких единицах системы СИ выражаются постоянные а и b, входящие в уравнение Ван-дер-Ваальса?
6.2 Пользуясь данными о критических величинах Tк и pк для некоторых газов (смотри таблицу) найти для них постоянные а и b, входящие в уравнение Ван-дер-Ваальса.
6.3 Какую температуру T имеет масса m=2 г азота, занимающего объем V=820 см3 при давлении p=0,2 МПа? Газ рассматривать как: а) идеальный; б) реальный.
6.4 Какую температуру Т имеет масса m=3,5 г кислорода занимающего объем V=90 cм^3 при давлении p=2,8 МПа? Газ рассматривать как: а) идеальный; б) реальный.
6.5 Масса m=10 г гелия занимает объем V=100 см^3 при давлении p=100 МПа. Найти температуру T газа, считая его: а) идеальным; б) реальным.
6.6 Количество ν=1 кмоль углекислого газа находится при температуре t=100° C. Найти давление р газа, считая его: а) реальным; б) идеальным. Задачу решить для объемов V1=1 м^3 и V2=0,05 м3.
6.7 В закрытом сосуде объемом V=0,5 м^3 находится количество ν=0,6 кмоль углекислого газа при давлении p=3 МПа. Пользуясь уравнением Ван-дер-Ваальса, найти, во сколько раз надо увеличить температуру газа, чтобы давление увеличилось вдвое.
6.8 Количество ν=1 кмоль кислорода находится при температуре t=27° С и давлении p=10 МПа. Найти объем V газа, считая, что кислород при данных условиях ведет себя как реальный газ.
6.9 Количество ν=1 кмоль азота находится при температуре t=27° С и давлении p=5 МПа. Найти объем V газа, считая, что азот при данных условиях ведет себя как реальный газ.
6.10 Найти эффективный диаметр σ молекулы кислорода, считая известными для кислорода критические значения Tк и pк.
6.11 Найти эффективный диаметр σ молекулы азота двумя способами: а) по данному значению средней длины свободного пробега молекул при нормальных условиях λ=95 нм; б) по известному значению постоянной b в уравнении Ван-дер-Ваальса.
6.12 Найти среднюю длину свободного пробега λ молекул углекислого газа при нормальных условиях. Эффективный диаметр σ молекулы вычислить, считая известными для углекислого газа критические значения Tк и pк.
6.13 Найти коэффициент диффузии D гелия при температуре t=17° С и давлении p=150 КПа. Эффективный диаметр атома σ вычислить, считая известными для гелия критические значения Tk и pk.
6.14 Построить изотермы p=f(v) для количества ν=1 кмоль углекислого газа при температуре t=0 С рассматривать как: а) идеальный; б) реальный. Значения V (в л/моль) для реального газа взять следующие: 0,07, 0,08, 0,10, 0,12, 0,14, 0,16, 0,18, 0,20, 0,25, 0,30, 0,35 и 0,40; для идеального газа-в интервале 0,2 ≤ V ≤ 0,4 л/моль.
6.15 Найти давление pi, обусловленное силами взаимодействия молекул, заключенных в количестве ν=1 кмоль газа при нормальных условиях. Критическая температура и критическое давление этого газа равны Tk=417 К и pk=7,7 МПа.
6.16 Для водорода силы взаимодействия между молекулами незначительны; преимущественную роль играют собственные размеры молекул. Написать уравнение состояния такого полуидеального газа. Какую ошибку мы допустим при нахождении количества водорода ν, находящегося в некотором объеме при температуре t=0° С и давлении p=280 МПа, не учитывая собственного объема молекул?
6.17 В сосуде объемом V=10 л находится масса m=0,25 кг азота при температуре t=27° C. Какую часть давления газа составляет давление, обусловленное силами взаимодействия молекул? Какую часть объема сосуда составляет собственный объем молекул?
6.18 Количество ν=0,5 кмоль некоторого газа занимает объем V1=1 м^3. При расширении газа до объема V2=1,2 м3 была совершена работа против сил взаимодействия молекул A=5,684 кДж. Найти постоянную a, входящую в уравнение Ван-дер-Ваальса.
6.19 Масса m=20 кг азота адиабатически расширяется в вакуум от объема V1=1 м^3 до объема V2=1,2 м3. Найти понижение температуры ΔT при этом расширении, считая известной для азота постоянную a, входящую в уравнение Ван-дер-Ваальса (смотри ответ 6.2).
6.20 Количество ν=0,5 кмоль трехатомного газа адиабатически расширяется в вакуум от объема V1=0,5 м^3 до объема V2=3 м3 Температура газа при этом понижается на ΔT=122 К. Найти постоянною a, входящую в уравнение Ван-дер-Ваальса.
6.21 Какое давление p надо приложить, чтобы углекислый газ превратить в жидкую углекислоту при температурах t1=31° С и t2=50° С? Какой наибольший объем Vmax может занимать масса m=1 кг жидкой углекислоты? Каково наибольшее давление pmax насыщенного пара жидкой углекислоты?
6.22 Найти плотность ρk водяного пара в критическом состоянии, считая известными для него постоянную b, входящую в уравнение Ван-дер-Ваальса ( смотри ответ 6.2)
|
| |
| |
| Wilhoite | Дата: Понедельник, 23.10.2017, 15:28 | Сообщение # 182 |
|
Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 280
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| 6.23 Найти плотность ρк гелия в критическом состоянии, считая известными для гелия критические значения Tк и pк.
6.24 Количество ν=1 кмоль кислорода занимает объем V=56 л при давлении p=93 МПа. Найти температуру t газа, пользуясь уравнением Ван-дер-Ваальса.
6.25 Количество ν=1 кмоль гелия занимает объем V=0,237 м^3 при температуре t=-200° C. Найти давление p газа, пользуясь уравнением Ван-дер-Ваальса в приведенных величинах.
6.26 Во сколько раз давление газа больше его критического давления, если известно, что его объем и температура вдвое больше критических значений этих величин?
7.1 В таблице 8 дано давление водяного пара, насыщающего пространство при разных температурах. Как составить из этих данных таблицу m масс водяного пара в объеме V=1 м^3 воздуха, насыщенного водяным паром при разных температурах? Для примера решить задачу при температуре t=50° C.
7.2 Найти плотность ρн насыщенного водяного пара при температуре t=50° C.
7.3 Во сколько раз плотность ρн насыщенного водяного пара при температуре t=16° С меньше плотности ρ воды.
7.4 Во сколько разных плотность ρн1 насыщенного водяного пара при температуре t1=200° С больше плотности ρн2 насыщенного водяного пара при температуре t2=100° С?
7.5 Какая масса m водяного пара содержится в объеме V=1 м^3 воздуха в летний день при температуре t=30° C и относительной влажности ω=0,75?
7.6 В замкнутом объеме V=1 м^3 относительная влажность воздуха ω=0,6 при температуре t=20° C. Какая масса Δm воды должна еще испариться в этот объем, чтобы водяной пар стал насыщенным?
7.7 Температура комнаты t1=18° C, относительная влажность ω=0,5. В металлический чайник налили холодную воду, какова температура t2 воды, при которой чайник перестанет запотевать?
7.8 Найти число n молекул насыщенного водяного пара, содержащихся в единице объема при температуре t1=30° C.
7.9 Масса m=0,5 г водяного пара занимает объем V1=10 л при температуре t=50° C, какова при этом относительная влажность ω? Какая масса Δm пара сконденсируется, если изотермически уменьшить объем от V1 до V2=^V1/2 ?
7.10 В камере Вильсона объемом V=1 л заключен воздух, насыщенный водяным паром. Начальная температура камеры t1=20° C. При движении поршня объем камеры увеличился до V2=1,25V1. Расширение считать адиабатическим, причем показатель адиабаты χ=Cp/Cv=1,4. Найти: а) давление водяного пара до расширения; б) массу m1 водяного пара в камере до расширения; в) плотность ρ1 водяного пара до расширения; г) температуру t2 пара после расширения (изменением температуры из-за выделения тепла при конденсации пара пренебречь); д) массу Δm и сконденсированного пара; е) плотность ρ2 водяного пара после конденсации; ж) степень перенасыщения, т.е. отношение плотности водяного пара после расширения (но до конденсации) к плотности водяного пара, насыщающего пространство при температуре, установившейся после конденсации.
7.11 Найти удельный объем ν воды в жидком и парообразном состояниях при нормальных условиях.
7.12 Пользуясь первым законом термодинамики и данным таблицы 7 и 8. Найти удельную теплоту парообразования r воды при t=200° C. Для воды критическая температура Tк=647 K, критическое давление p=22 МПа. Проверить правильность полученного результата по данным таблицы 9.
7.13 Какая часть теплоты парообразования воды при температуре t=100° С идет на увеличение внутренней энергии системы?
7.14 Удельная теплота парообразования бензола (C6H6) при температуре t=77° C равна r=398 кДж/кг. Найти изменение внутренней энергии ΔW при испарении массы Δm=20 г бензола.
7.15 Пользуясь уравнением Клаузиуса-Клапейрона и данными таблицы 8, найти удельную теплоту парообразования r воды при температуре t=5° C. Проверить правильность полученного результата по данным таблицы 9.
7.16 Давления насыщенного ртутного пара при температурах t1=100° С и t2=120° С равны p1=37,3 Па и p2=101,3 Па. Найти среднее значение удельной теплоты парообразования r ртути в указанном интервале температур.
7.17 Температура кипения бензола (C6H6) при давлении p=0,1 МПа равна tк=80,2° C. Найти давление р насыщенного пара бензола при температуре t=75,6° C. Среднее значение удельной теплоты парообразования бензола в данном интервале температур принять равным r=0,4 МДж/кг.
7.18 Давления насыщенного пара этилового спирта (C2H5OH) при температурах t1=40° С и t2=60°С равны p1=17,7 кПа и p2=67,9 кПа. Найти изменение энтропии ΔS при испарении массы Δm=1 г этилового спирта, находящегоcя при температуре t=50° C.
7.19 Изменение энтропии при испарении количества Δν=1 моль некоторой жидкости, находящейся при температуре t1=50° C, равно ΔS=133 Дж/К. Давление насыщенного пара при температуре t1=50° С равно p1=12,33 кПа. На сколько меняется давление насыщенного пара жидкости при изменении температуры от t1=50° С до t2=51° С?
7.20 До какого предельного давления р можно откачать сосуд при помощи ртутно-диффузионного насоса, работающего без ртутной ловушки, если температура водяной рубашки насоса t=15° С? Давление насыщенного ртутного пара при температуре t0=0° С равно p0=0,021 Па, среднее значение удельной теплоты парообразования ртути в данном интервале температур принять равным r=10,08 МДж/кг.
7.21 При температуре t0=0° С плотность ртути ρ0=13,6·10^3 кг/м3. Найти ее плотность ρ при температуре t=300° C. Коэффициент объемного расширения ртути β=1,85·10-4 К-1.
|
| |
| |
| Wilhoite | Дата: Понедельник, 23.10.2017, 15:29 | Сообщение # 183 |
|
Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 280
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| 7.22 При температуре t1=100° С плотность ртути ρ1=13,4·10^3 кг/м3. При какой температуре t2 плотность ртути ρ2=13,4·103 кг/м3? Коэффициент объемного расширения ртути β=1,8·10-4 К-1
7.23 Найти плотность ρ морской воды на глубине h=5 км, если плотность ее на поверхности ρ0=1,03·10^3 кг/м^3. Сжимаемость воды k=4,8·10-10 Па-1. Указание: при вычислении гидростатического давления морской воды ее плотность приближенно полагать равной плотности воды на поверхности.
7.24 При нормальных условиях сжимаемость бензола k=9·10^-10 Па-1, коэффициент объемного расширения β=1,24·10-3 К-1. На сколько необходимо увеличить внешнее давление, чтобы при нагревании на Δt=1 К объем бензола не изменился?
7.25 Коэффициент объемного расширения ртути β=32·10^-4 K-1.Чтобы при нагревании ртути на Δt=1 К ее объем не изменился, необходимо увеличить внешнее давление Δp=4,7 МПа. Найти сжимаемость k ртути.
7.26 Найти разность уровней Δh ртути в двух одинаковых сообщающихся стеклянных трубках, если левое колено поддерживается при темпере t0=0° C, а правое нагрето до температуры t=100° C. Высота левого колена h=90 см. Коэффициент объемного расширение ртути β=1,82·10^-4 К-1. Расширением стекла пренебречь.
7.27 Ртуть налита в стеклянный сосуд высотой L=10 см. При температуре t=20° С уровень ртути на h=1 мм ниже верхнего края сосуда. На сколько можно нагреть ртуть, чтобы она не вылилась из сосуда? Коэффициент объемного расширения ртути β=1,82·10^-4 K-1. Расширением стекла пренебречь.
7.28 Стеклянный сосуд, наполненный до краев ртутью, при температуре t=0°С имеет массу M=1 кг. Масса пустого сосуда M0=0,1 кг. Найти массу m ртути, которая может поместиться в сосуде при температуре t=100° C. Коэффициент объемного расширения ртути β=1,82·10^-4 К-1. Расширением стекла пренебречь.
7.29 Решить предыдущую задачу, если коэффициент объемного расширения стекла β'=3·10^-5 К-1.
7.30 Стеклянный сосуд наполнен до краев жидким маслом при температуре t0=0° C. При нагревании сосуда с маслом температуры t=100° С вытекло 6% налитого масла. Найти коэффициент объемного расширения масла, если коэффициент объемного расширения стекла β=3·10^-5 К-1.
7.31 Какую относительную ошибку мы допустим при нахождении коэффициента объемного расширения масла в условиях предыдущей задачи, если пренебрежем расширением стекла?
7.32 Температура помещения t=37° C, атмосферное давление p0=101,3 кПа. Какое давление р покажет ртутный барометр, находящийся в этом помещении? Коэффициент объемного расширения ртути β=1,82·10^-4 K-1. Расширением стекла пренебречь.
7.33 Какую силу F нужно приложить к горизонтальному алюминиевому кольцу высотой h=10 мм, внутренним диаметром d1=50 мм и внешним диаметром d2=52 мм, чтобы оторвать его от поверхности воды? Какую часть найденной силы составляет сила поверхностного натяжения?
7.34 Кольцо внутренним диаметром d1=5 мм и внешнем диаметром d2=26 мм подвешено на пружине и соприкасается с поверхностью жидкости. Жесткость пружины k=9,8·10^-1 Н·м. При опускании поверхности жидкости кольцо оторвалось от нее при растяжении пружины на Δl=5,3 мм. Найти поверхности натяжение α жидкости.
7.35 Рамка ABCD с подвижной медной перекладиной KL затянута мыльной пленкой. Каков должен быть диаметр d перекладины KL, чтобы она находилась в равновесии? Найти длину l перекладины, если известно, что при перемещении перекладины на Δh=1 см совершается изотермическая работа A=45 мкДж. Поверхностное натяжение мыльного раствора α=0,045 Н/м.
7.36 Спирт по каплям вытекает из сосуда через вертикальную трубку внутренним диаметром d=2 мм. Капли обрываются через время Δτ=1 с одна после другой. Через какое время τ вытечет масса m=10 г спирта? Диаметр шейки капли с момент отрыва считать равным внутреннему диаметру трубки.
7.37 Вода по каплям вытекает из сосуда через вертикальную трубку внутренним диаметром d=3 мм. При остывании воды от t1=100° С до t2=20° С масса каждой капли изменилась на Δm=13,5 мг. Зная поверхностное натяжение α2 воды при t2=20° C, найти поверхностное натяжение α1 воды при t1=100° C. Диаметр шейки капли в момент отрыва считав равным внутреннему диаметру трубки.
7.38 При плавлении нижнего конца вертикально подвешенной свинцовой проволоки диаметром d=1 мм образовалось N=20 капель свинца. На сколько укоротилась проволока? Поверхностное натяжение жидкого свинца α=0,47 Н/м. Диаметр шейки капли в момент отрыва считать равным диаметру проволоки.
7.39 Вода по каплям вытекает из вертикальной трубки внутренним радиусом r=1 мм. Найти радиус R капли в момент отрыва. Каплю считать сферической. Диаметр шейки капли в момент отрыва считать равным внутреннему диаметру трубки.
7.40 На сколько нагреется капля ртути, полученная от слияния двух капель радиусом r=1 мм каждая?
7.41 Какую работу А против сил поверхностного натяжения надо совершить, чтобы разделить сферическую каплю ртути радиусом R=3 мм на две одинаковые капли?
7.42 Какую работу А против сил поверхностного натяжения надо совершить, чтобы увеличить вдвое объем мыльного пузыря радиусом r=1 см? Поверхностное натяжение мыльного раствора α=0,043 Н/м.
7.43 Какую работу А против сил поверхностного натяжения надо совершить, чтобы выдуть мыльный пузырь диаметром d=4см? Поверхностное натяжение мыльного раствора α=0,043 Н/м.
7.44 Найти давление p воздуха в воздушном пузырьке диаметром d=0,01 мм, находящемся на глубине h=20 см под поверхностью воды. Атмосферное давление p0=101,7 кПа.
7.45 Давление воздуха внутри мыльного пузыря на Δp=133,3 Па больше атмосферного. Найти диаметр d пузыря. Поверхностное натяжение мыльного раствора α=0,043 Н/м.
7.46 На какой глубине h под водой находится пузырек воздуха если известно, что плотность воздуха в нем ρ=2 кг/м^3? Диаметр пузырька d=15 мкм, температура t=20° C, атмосферное давление p0=101,3 кПа.
Сообщение отредактировал Wilhoite - Понедельник, 23.10.2017, 15:47 |
| |
| |
| Wilhoite | Дата: Понедельник, 23.10.2017, 15:35 | Сообщение # 184 |
|
Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 280
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| 7.72 В широкий сосуд с водой опущен капилляр так, что Верхний его конец находится выше уровня воды в сосуде на h=2 см. Внутренний радиус капилляра r=0,5 мм. Найти радиус кривизны R мениска в капилляре. Смачивание считать полным.
7.73 Ареометр плавает в воде, полностью смачивающей его стенки. Диаметр вертикальной цилиндрической трубки ареометра d=9 мм. На сколько изменится глубина погружения ареометра, если на поверхность воды налить несколько капель спирта?
7.74 Ареометр плавает в жидкости, полностью смачивающей его стенки. Диаметр вертикальной цилиндрической трубки ареометра d=9 мм. Плотность жидкости ρ=0,8·10^3 кг/м3 поверхностное натяжение жидкости α=0,03 Н/м. На сколько изменится глубина погружения ареометра, если вследствие замасливания ареометр стал полностью несмачиваемым этой жидкостью?
7.75 При растворении массы m=10 г сахара (C12H22O11) в объеме V=0,5 л воды осмотическое давление раствора p=152 кПа. При какой температуре T находится раствор? Диссоциация молекул сахара отсутствует.
7.76 Осмотическое давление раствора, находящегося при температуре t=87° C, p=165 кПа. Какое число N молекул воды приходится на одну молекулу растворенного вещества в этом растворе? Диссоциация молекул вещества отсутствует.
7.77 Масса m=2 г поваренной соли растворена в объеме V=0,5 л воды. Степень диссоциации молекул поваренной соли α=0,75. Найти осмотическое давление p раствора при температуре t=17° C.
7.78 Степень диссоциации молекул поваренной соли при растворении ее в воде α=0,4. При этом осмотическое давление раствора, находящегося при температуре t=27° C, p=118,6 кПа. Какая масса m поваренной соли растворена в объеме V=1 л воды?
7.79 Масса m=2,5 г поваренной соли растворена в объеме V=1 л воды. Температура раствора t=18° C. Осмотическое давление раствора p=160 кПа. Какова степень диссоциации молекул поваренной соли в этом случае? Сколько частиц растворенного вещества находится в единице объема раствора?
7.80 Масса m=40 г сахара (C12H22O11) растворена в объеме V=0,5 л воды. Температура раствора t=50 °С. Найти давление р насыщенного водяного пара над раствором.
7.81 Давление насыщенного пара над раствором при температуре t=30° С равно p1=4,2 кПа. Найти давление p2 насыщенного водяного пара над этим раствором при температуре t2=60° C.
7.82 Давление p насыщенного пара над раствором в 1,02 раза меньше давления p0 насыщенного пара чистой воды. Какое число N молекул воды приходится на одну молекулу растворенного вещества?
7.83 Масса m=100 г нелетучего вещества растворена в объеме V=1 л воды. Температура раствора t=90° C. Давление насыщенного пара над раствором p=68,8 кПа. Найти молярную массу μ растворенного вещества.
7.84 Нелетучее вещество с молярной массой μ=0,060 кг/моль растворено в воде. Температура раствора t=80° C. Давление насыщенного пара над раствором p=47,1 кПа. Найти осмотическое давление раствора.
8.1 Изменение энтропии при плавлении количество ν=1 кмоль льда ΔS=22,2 кДж/К. На сколько изменится температура плавления льда при увеличении внешнего давления на Δр=100 кПа?
8.2 При давлении p1=100 кПа температура плавления олова t1=231,9° C, а при давлении p2=10 МПа она равна t2=232,2° C. Плотность жидкого олова ρ=7,0·10^3 кг/м3. Найти изменение энтропии ΔS при плавлении количества ν=1 кмоль олова.
8.3 Температура плавления железа изменяется на ΔT=0,012 К при изменении давления на Δp=98 кПа. На сколько меняется при плавлении объем количества ν=1 кмоль железа?
8.4 Пользуясь законом Дюлонга и Пти, найти удельную теплоемкость, с: а) меди; б) железа; в) алюминия.
8.5 Пользуясь законом Дюлонга и Пти, найти, из какого материала сделан металлический шарик массой m=0,025 кг, если известно, что для его нагревания от t1=10 °С до t2=30 °С потребовалось затратить количество теплоты Q=117Дж.
8.6 Пользуясь законом Дюлонга и Пти, найти, во сколько раз удельная теплоемкость алюминия больше удельной теплоемкости платины.
8.7 Свинцовая пуля, летящая со скоростью v=400 м/с, ударяется о стенку и входит в нее. Считая, что 10% кинетической энергии пули идет на ее нагревание, найти, на сколько градусов нагрелась пуля. Удельную теплоемкость свинца найти по закону Дюлонга и Пти.
8.8 Пластинки из меди (толщиной d1=9 мм) и железа (толщиной d2=3 мм) сложены вместе. Внешняя поверхность медной пластинки поддерживается при температуре t1=50° C, внешняя поверхность железной-при температуре t2=0° C. Найти температуру t поверхности их соприкосновения. Площадь пластинок велика по сравнению с толщиной.
8.9 Наружная поверхность стены имеет температуру t1=-20° C, внутренняя-температуру t2=20° C. Толщина стены d=40 см. Найти теплопроводность λ материала стены, если через единицу ее поверхности за время τ=1 ч проходит количество теплоты Q=460,5 кДж/м^2.
8.10 Какое количество теплоты Q теряет за время τ=1 мин комната с площадью пола S=20 м^2 и высотой h=3 м через четыре кирпичные стены? Температура в комнате t1=15° C, температура наружного воздуха t2=-20° C. Теплопроводность кирпича λ=0.84 Вт/(м·К). Толщина стен d=50 см. Потерями тепла через пол и потолок пренебречь.
8.11 Один конец железного стержня поддерживается при температуре t1=100° C, другой упирается в лед. Длина стержня l=14 см, площадь поперечного сечения S=2 см^2. Найти количество теплоты Qτ, протекающее в единицу времени вдоль стержня. Какая масса m льда растает за время τ=40 мин? Потерями тепла через стенки пренебречь.
8.12 Площадь поперечного сечения медного стержня S=10 см^2, длина стержня l=50 см. Разность температур на концах стержня ΔТ=15 К. Какое количество теплоты Q проходит в единицу времени через стержень? Потерями тепла пренебречь.
|
| |
| |
| Wilhoite | Дата: Понедельник, 23.10.2017, 15:35 | Сообщение # 185 |
|
Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 280
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| 8.13 На плите стоит алюминиевая кастрюля диаметром D=15 см, наполненная водой. Вода кипит, и при этом за время τ=1 мин образуется масса m=300 г водяного пара. Найти температуру t внешней поверхности дна кастрюли, если толщина его d=2 мм. Потерями тепла пренебречь.
8.14 Металлический цилиндрический сосуд радиусом R=9 см наполнен льдом при температуре t1=0° C. Сосуд теплоизолирован слоем пробки толщиной d=1 см. Через какое время τ весь лед, находящийся в сосуде, растает, если температура наружного воздуха t2=25° С? Считать, что обмен тепла происходит только через боковую поверхность сосуда средним радиусом R0=9,5 см.
8.15 Какую силу F надо приложить к концам стального стержня с площадью поперечного сечения S=10 см^2, чтобы не дать ему расшириться при нагревании от t0=0° С до t=30° С?
8.16 К стальной проволоке радиусом r=1 мм подвешен груз. Под действием этого груза проволока получила такое же удлинение. как при нагревании на Δt=20° C. Найти массу m груза.
8.17 Медная проволока натянута горячей при температуре t1=150° С между двумя прочными неподвижными стенками. При какой температуре t2, остывая, разорвется проволока? Считать, что закон Гука справедлив вплоть до разрыва проволоки.
8.18 При нагревании некоторого металла от t0=0° С до t=500° С его плотность уменьшается в 1,027 раза. Найти для этого металла коэффициент линейного расширения a, считая его постоянным в данном интервале температур.
8.19 Какую длину l0 должны иметь при температуре t0=0° С стальной и медный стержни, чтобы при любой температуре стальной стержень был длиннее медного на Δl=5 см?
8.20 На нагревание медной болванки массой m=1 кг, находящейся при температуре t0=0° C, затрачено количество теплоты Q=138,2 кДж. Во сколько раз при этом увеличился ее объем? Удельную теплоемкость меди найти по закону Дюлонга и Пти.
8.21 При растяжении медной проволоки, поперечное сечение которой S=1,5 мм^2, начало остаточной деформации наблюдалось при нагрузке F=44,1 Н. Каков предел упругости p материала проволоки?
8.22 Каким должен быть предельный диаметр d стального троса, чтобы он выдержал нагрузку F=9,8 кН?
8.23 Найти длину l медной проволоки, которая, будучи подвешена вертикально, начинает рваться под действием собственной силы тяжести.
8.24 Решить предыдущую задачу для свинцовой проволоки. (Найти длину l свинцовой проволоки, которая, будучи подвешена вертикально, начинает рваться под действием собственной силы тяжести. )
8.25 Для измерения глубины моря с парохода спустили гирю на стальном тросе. Какую наибольшую глубину l можно измерить таким способом? Плотность морской воды μ=1·10^3 кг/м3. Массой гири по сравнению с массой троса пренебречь.
8.26 С крыши дома свешивается стальная проволока длиной l=40 м и диаметром d=2 мм. Какую нагрузку F может выдержать эта проволока? На сколько удлинится эта проволока, если на ней повиснет человек массой m=70 кг? Будет ли наблюдаться остаточная деформация, когда человек отпустит проволоку? Предел упругости стали p=294 МПа.
8.27 К стальной проволоке радиусом r=1 мм подвешен груз массой m=100 кг. На какой наибольший угол α можно отклонить проволоку с грузом, чтобы она не разорвалась при прохождении этим грузом положения равновесия?
8.28 К железной проволоке длиной l=50 см и диаметром d=1 мм привязана гиря массой m=1 кг. С какой частотой n можно равномерно вращать в вертикальной плоскости такую проволоку с грузом, чтобы она не разорвалась?
8.29 Однородный медный стержень длиной l=1 м равномерно вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через один из его концов. При какой частоте вращения стержень разорвется?
8.30 Однородный стержень вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через его середину. Стержень разрывается, когда скорость конца достигает v=380 м/с. Найти предел прочности p материала стержня. Плотность материала стержня ρ=7,9·10^³ кг³.
8.31 К стальной проволоке длиной l=1 м и радиусом r=1 мм подвесили груз массой m=100 кг. Найти работу А растяжения проволоки.
8.32 Из резинового шнура длиной l=42 см и радиусом r=3 мм сделана рогатка. Мальчик, стреляя из рогатки, растянул резиновый шнур на Δl=20 см. Найти модуль Юнга для этой резины, если известно, что камень массой m=0,02 кг, пущенный из рогатки, полетел со скоростью v=20 м/с. Изменением сечения шнура при растяжении пренебречь.
8.33 Имеется резиновый шланг длиной l=50 см и внутренним диаметром d1=1 см. Шланг натянули так, что его длина стала на Δl=10 см больше. Найти внутренний диаметр d2 натянутого шланга, если коэффициент Пуассона для резины σ=0,5.
8.34 На рис. AB-железная проволока, CD-медная проволока такой же длины и с таким же поперечным сечением, BD-стержень длиной l=80 см. На стержень подвесили груз массой m=2 кг. На каком расстоянии x от точки В надо его подвесить, чтобы стержень остался горизонтальным?
8.35 Найти момент пары сил M, необходимый для закручивания проволоки длиной l=10 см и радиусом r=0,1 мм на угол φ=10'. Модуль сдвига материала проволоки N=4,9·10^10 Па.
8.36 Зеркальце гальванометра подвешено на проволоке длиной l=10 см и диаметром d=0,01 мм. Найти закручивающий момент M, соответствующий отклонению зайчика на величину a=1 мм по шкале, удаленной на расстояние L=1 м от зеркальца. Модуль сдвига материала проволоки N=4·1010 Па.
8.37 Найти потенциальную энергию W проволоки длиной l=5 см и диаметром d=0,04 мм, закрученной на угол φ=10'. Модуль сдвига материала проволоки N=5,9·10^10 Па.
|
| |
| |
| Wilhoite | Дата: Понедельник, 23.10.2017, 15:35 | Сообщение # 186 |
|
Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 280
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| 8.38 При протекании электрического тока через обмотку гальванометра на его рамку с укрепленным на ней зеркальцем действует закручивающий момент M=2·10^-13 Н·м. Рамка при этом поворачивается на малый угол φ. На это закручивание идет работа А=8,7·10-16 Дж. На какое расстояние а переместится зайчик от зеркальца по шкале, удаленной на расстояние L=1 м от гальванометра?
8.39 Найти коэффициент Пуассона σ, при котором объем проволоки при растяжении не меняется.
8.40 Найти относительное изменение плотности цилиндрического медного стержня при сжатии его давлением pн=9.8·10^7 Па. Коэффициент Пуассона для меди σ=0,34.
8.41 Железная проволока длиной l=5 м висит вертикально. На сколько изменится объем проволоки, если к ней привязать гирю массой m=10 кг? Коэффициент Пуассона для железа σ=0,3.
9.1 Найти силу F притяжения между ядром атома водорода и электроном. Радиус атома водорода r=0,5·10^-10 м; заряд ядра равен по модулю и противоположен по знаку заряду электрона.
9.2 Два точечных заряда, находясь в воздухе (ε=1 ) на расстоянии r1=20 см друг от друга, взаимодействуют с некоторой силой. На каком расстоянии r2 нужно поместить эти заряды в масле, чтобы получить ту же силу взаимодействия ?
9.3 Построить график зависимости силы F взаимодействия между двумя точечными зарядами от расстояния r между в интервале 2 ≤ r ≤ 10 см через каждые 2 см. Заряды q1=20 нКл и q2=30 нКл.
9.4 Во сколько раз сила гравитационного притяжения между двумя протонами меньше силы их электростатического отталкивания? Заряд протона равен по модулю и противоположен по знаку заряду электрона.
9.5 Найти силу F электростатического отталкивания между ядром атома натрия и бомбардирующим его протоном, считая, что протон подошел к ядру атома натрия на расстояние r=6·10^-14 м. Заряд ядра натрия в 11 раз больше заряда протона. Влиянием электронной оболочки атома натрия пренебречь.
9.6 Два металлических одинаково заряженных шарика массой m=0,2 кг каждый находятся на некотором расстоянии друг от друга. Найти заряд q шариков, если известно, что на этом расстоянии энергия их электростатического взаимодействия в миллион раз больше энергии Wгр их гравитационного взаимодействия.
9.7 Во сколько раз энергия Wэл электростатического взаимодействия двух частиц с зарядом q и массой m каждая больше энергия Wгр их гравитационного взаимодействия? Задачу решить для: а) электронов; б) протонов.
9.8 Построить график зависимости энергии Wэл электростатического взаимодействия двух точечных зарядов от расстояния r между ними в интервале 2 ≤ r ≤ 10 см через каждые 2 см. Заряды q1=1 нКл и q2=3 нКл; ε=1. График построить для: а) одноименных зарядов; б) разноименных зарядов.
9.9 Найти напряженность E электрического поля в точке, лежащей посередине между точечными зарядами q1=8 нКл и q2=-6 нКл. Расстояние между зарядами r=10 см; ε=1.
9.10 В центр квадрата, в каждой вершине которого находится заряд q=2,33 нКл, помещен отрицательный заряд q0. Найти этот заряд, если на каждый заряд q действует результирующая сила F=0.
9.11 В вершинах правильного шестиугольника расположены три положительных и три отрицательных заряда. Найти напряженность E электрического поля в центре шестиугольника при различных комбинациях в расположении этих зарядов. Каждый заряд q=1,5 нКл; сторона шестиугольника a=3 см.
9.12 Решить предыдущую задачу при условии, что все шесть зарядов, расположенных в вершинах шестиугольника, положительны. (В вершинах правильного шестиугольника расположены 6 положительных зарядов. Найти напряженность Е электрического поля в центре шестиугольника при различных комбинациях в расположении этих зарядов. Каждый заряд q=1,5 нКл; сторона шестиугольника а=3 см.)
9.13 Два точечных заряда q1=1,5 нКл и q2=-14,7 нКл расположены на расстоянии l=5 см. Найти напряженность E электрического поля в точке, находящейся на расстояниях a=3 см от положительного заряда и b=4 см от отрицательного заряда.
9.14 Два шарика одинаковых радиуса и массы подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются. После сообщения шарикам заряда q0=0,4 мкКл они оттолкнулись друг от друга и разошлись на угол 2α=60°. Найти массу m каждого шарика, если расстояние от центра шарика до точки подвеса l=20 см.
9.15 Два шарика одинаковых радиуса и массы подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются. Какой заряд q нужно сообщить шарикам, чтобы сила натяжения нитей стала равной T=98 мН? Расстояние от центра шарика до точки подвеса l=10 см; масса каждого шарика m=5 г.
9.16 Найти плотность материала ρ шариков задачи 9.14, если известно, что при погружении этих шариков в керосин угол расхождения нитей стал равным 2αк=54°.
9.17 Два заряженных шарика одинаковых радиуса и массы подвешены на нитях одинаковой длины и опущены в жидкий диэлектрик, плотность которого равна ρ и диэлектрическая проницаемость равна ε. Какова должна быть плотность ρ0 материала шариков, чтобы углы расхождения нитей в воздухе и в диэлектрике были одинаковым?
9.18 На рисунке AA-заряженная бесконечная плоскость с поверхностной плотностью заряда σ=40 мкКл/м^2 и B-одноименно заряженный шарик с массой m=1 г и зарядом q=1 нКл. Какой угол α с плоскостью AA образует нить, на которой висит шарик?
9.19 На рисунке AA-заряженная бесконечная плоскость и B-одноименно заряженный шарик с массой m=0,4 мг и зарядом q=667 пКл. Сила натяжения нити, на которой висит шарик, T=0,49 мН. Найти поверхностную плотность заряда σ на плоскости AA.
9.20 Найти силу F, действующую на заряд q=2 СГСq, если заряд помещен: а) на расстоянии r=2 см от заряженной нити с линейной плотностью заряда τ=0,2 мкКл/м; б) в поле заряженной плоскости с поверхностной плотностью заряда σ=20 мкКл/м^2; в) на расстоянии r=2 см от поверхности заряженного шара с радиусом R=2 см и поверхностной плотностью заряда σ=20 мкКл/м2. Диэлектрическая проницаемость среды ε=6.
9.21 Построить на одном графике кривые зависимости напряженности E электрического поля от расстояния r в интервале 1 ≤ r ≤ 5 см через каждый 1 см, если поле образовано: а) точечным зарядом q=33,3 нКл; б) бесконечно длинной заряженной нити с линейной плотностью заряда τ=1,67 мкКл/м; в) бесконечно протяженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда σ=25 мкКл/м^2.
|
| |
| |
| Wilhoite | Дата: Понедельник, 23.10.2017, 15:36 | Сообщение # 187 |
|
Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 280
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| 9.22 Найти напряженность E электрического ноля на расстоянии r=0,2 нм от одновалентного иона. Заряд иона считать точечным.
9.23 C какой силой Fℓ электрическое поле заряженной бесконечной плоскости действует на единицу длины заряженной бесконечно длинной нити, помешенной в это поле? Линейная плотность заряда на нити τ=3 мкКл/м и поверхностная плотность заряда на плоскости σ=20 мкКл/м^2.
9.24 С какой силой Fℓ на единицу длины отталкиваются две одноименного заряженные бесконечно длинные нити с одинаковой линейной плотностью заряда τ=3 мкКл/м, находящиеся па расстоянии r1=2 см друг от друга? Какую работу Aℓ на единицу длины надо совершить, чтобы сдвинуть эти нити до расстояния r2=1 см.
9.25 Две длинные одноименно заряженные нити расположены на расстоянии r=10 см друг от друга. Линейная плотность заряда на нитях τ1=τ2=10 мкКл/м. Найти модуль и направление напряженности E результирующего электрического поля в точке, находящейся на расстоянии a=10 см от каждой нити.
9.26 С какой силой Fs на единицу площади отталкиваются две одноименно заряженные бесконечно протяженные плоскости? Поверхностная плотность заряда на плоскостях σ=0,3 мКл/м^2.
9.27 Медный шар радиусом R=0,5 см помещен в масло. Плотность масла ρм=0,8·10^3 кг/м3 Найти заряд q шара, если в однородном электрическом поле шар оказался взвешенным в масле. Электрическое поле направлено вертикально вверх и его напряженность E=3,6 МВ/м.
9.28 В плоском горизонтально расположенном конденсаторе заряженная капелька ртути находится в равновесии при напряженности электрического поля E=60 кВ/м. Заряд капли q=2,4·10^-9 СГСq. Найти радиус R капли.
9.29 Показать, что электрическое поле, образованное заряженной нитью конечной длины, в предельных случаях переходит в электрическое поле: а) бесконечно длинной заряженной нити; б) точечного заряда.
9.30 Длина заряженной нити l=25 см. При каком предельном расстоянии а от нити по нормали к середине нити электрическое поле можно рассматривать как поле бесконечно длинной заряженной нити? Ошибка при таком допущении не должна превышать ?=0,05. Указание: допускаемая ошибка δ=(E2-E1)/E2, где E2-напряженность электрического поля бесконечно длинной нити, E1-напряженность поля нити конечной длины.
9.31 В точке A, расположенной на расстоянии a=5 см от бесконечно длинной заряженной нити, напряженность электрического поля E=150 кВ/м. При какой предельной длине нити найденное значение напряженности будет верным с точностью до 2%, если точка A расположена на нормали к середине нити? Какова напряженность E электрического поля в точке А, если длина нити l=20 см? Линейную плотность заряда на нити конечной длины считать равной линейной плотности заряда на бесконечно длинной нити. Найти линейную плотность заряда τ на нити.
9.32 Кольцо из проволоки радиусом R=10 см имеет отрицательный заряд q=-5 нКл. Найти напряженности E электрического поля на оси кольца в точках, расположенных от центра кольца на расстояниях L, равных 0, 5, 8, 10 и 15 см. Построить график E=f (L). На каком расстоянии L от центра кольца напряженность E электрического поля будет иметь максимальное значение?
9.33 Напряженность электрического поля на оси заряженного кольца имеет максимальное значение на расстоянии L от центра кольца. Во сколько раз напряженность электрического поля в точке, расположенной на расстоянии 0,5 L от центра кольца, будет меньше максимального значения напряженности?
9.34 Показать, что электрическое поле, образованное заряженным диском, в предельных случаях переходит в электрическое поле: а) бесконечной заряженной плоскости; б) точечного заряда.
9.35 Диаметр заряженного диска D=25 см. При каком предельном расстоянии а от диска по нормали к его центру электрическое поле можно рассматривать как поле бесконечно протяженной плоскости? Ошибка при таком допущении не должна превышать δ=0,05. Указание: допускаемая ошибка δ=(E2-E1)/E2, где E1-напряженность бесконечно протяженной плоскости, E2-напряженность поля диска.
9.36 Требуется найти напряженность E электрического поля в точке А, расположенной на расстоянии a=5 см от заряженного диска по нормали к его центру. При каком предельном радиусе R диска поле в точке А не будет отличаться более чем на 2% от поля бесконечно протяженной плоскости? Какова напряженность E поля в точке А, если радиус диска R=10a? Во сколько раз найденная напряженность в этой точке меньше напряженности поля бесконечно протяженной плоскости?
9.37 Два параллельных разноименно заряженных диска с одинаковой поверхностной плотностью заряда на них расположена па расстоянии d=1 см друг от друга. Какой предельный радиус R могут иметь диски, чтобы между центрами дисков поле отличалось от поля плоского конденсатора не более чем па 5%? Какую ошибку δ мы допускаем, принимая для этих точек напряженность поля равном напряженности поля плоского конденсатора при ^R/d=10 ?
9.38 Шарик массой m=40 мг, имеющий положительный заряд q=1 нКл, движется со скоростью v=10 см/с. На какое расстояние r может приблизиться шарик к положительному точечному заряду q0=1,33 нКл?
9.39 До какого расстояния r могут сблизиться два электрона, если они движутся навстречу друг другу с относительной скоростью v0=10^6 м/с ?
9.40 Протон (ядро атома водорода) движется со скоростью v=7,7·10^6 м/с. На какое наименьшее расстояние r может приблизиться протон к ядру атома алюминия? Заряд ядра атома алюминия q=Ze, где Z-порядковый номер атома в таблице Менделеева и e-заряд протона, равный по модулю заряду электрона. Массу протона считать равной массе атома водорода. Протон и ядро атома алюминия считать точечными зарядами. Влиянием электронной оболочки атома алюминия пренебречь.
9.41 При бомбардировке неподвижного ядра натрия α-частицей сила отталкивания между ними достигла значения F=140 Н. На какое наименьшее расстояние r приблизилась α-частица к ядру атома натрия? Какую скорость v имела α-частица? Влиянием электронной оболочки атома натрия пренебречь.
9.42 Два шарика с зарядами q1=6,66 нКл и q2=13.33 нКл находятся на расстоянии r1=40 см. Какую работу А надо совершить, чтобы сблизить их до расстояния r2=25 см?
9.43 Шар радиусом R=1 см, имеющий заряд q=40 нКл, помещен в масло. Построить график зависимости U=f(L) для точек поля, расположенных от поверхности шара на расстояниях L, равных 1, 2, 3, 4 и 5 см.
9.44 Найти потенциал φ точки поля, находящейся на расстоянии r=10 см от центра заряженного шара радиусом R=1 см. Задачу решить, если: а) задана поверхностная плотность заряда на шаре σ=0,1 мкКл/м^2; б) задан потенциал шара φ=300 B.
9.45 Какая работа А совершается при перенесении точечного заряда q=20 нКл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии r=1 см от поверхности шара радиусом R=1 см с поверхностной плотностью заряда σ=10 мкКл/м^2?
9.46 Шарик с массой m=1 г и зарядом q=10 нКл перемещается из точки 1, потенциал которой φ1=600 B, в точку 2, потенциал которой φ2=0. Найти его скорость v1 в точке 1, если в точке 2 она стала равной v2=20 см/с.
|
| |
| |
| Wilhoite | Дата: Понедельник, 23.10.2017, 15:36 | Сообщение # 188 |
|
Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 280
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| 9.47 Найти скорость v электрона, прошедшего разность потенциалов U, равную: 1,5, 10. 100, 1000 B.
9.48 При радиоактивном распаде из ядра атома полония вылетает α-частица со скоростью v=1,6·10^7 м/с. Найти кинетическую энергию Wk α-частицы и разность потенциалов U поля, в котором можно разогнать покоящуюся α-частицу до такой же скорости.
9.49 На расстоянии r1=4 см от бесконечно длинной заряженной нити находится точечный заряд q=0,66 нКл. Под действием поля заряд приближается к нити до расстояния r2=2 см; при этом совершается работа А=50 эрг. Найти линейную плотность заряда τ на нити.
9.50 Электрическое поле образовано положительно заряженной бесконечно длинной нитью. Двигаясь под действием этого поля от точки, находящейся на расстоянии r1=1 см от нити, до точки r2=4 см, α-частица изменила свою скорость от v1=2·10^5 м/с до v2=3·106 м/с. Найти линейную плотность заряда τ на нити.
9.51 Электрическое поле образовано положительно заряженной бесконечно длинной нитью с линейной плотностью заряда τ=0,2 мКл/м. Какую скорость v получит электрон под действием поля, приблизившись к нити с расстояния r1=1 см до расстояния r2=0,5 см?
9.52 Около заряженной бесконечно протяженной плоскости находится точечный заряд q=0,66 нКл. Заряд перемещается по линии напряженности поля на расстояние Δr=2 см; при этом совершается работа А=50 эрг. Найти поверхностную плотность заряда σ на плоскости.
9.53 Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора U=90 B. Площадь каждой пластины S=60 см^2, ее заряд q=1 нКл. На каком расстоянии d друг от друга находятся пластины?
9.54 Плоский конденсатор можно применить в качестве чувствительных микровесов. В плоском горизонтально расположенном конденсаторе, расстояние между пластинами которого d=3,84 мм, находится заряженная частица с зарядом q=1,44·10^-9 СГСq. Для того чтобы частица находилась в равновесии, между пластинами конденсатора, нужно было приложить разность потенциалов U=40 B. Найти массу m частицы.
9.55 В плоском горизонтально расположенном конденсаторе, расстояние между пластинами которого d=1 см, находится заряженная капелька массой m=5·10^-11 г. В отсутствие электрического поля капелька вследствие сопротивления воздуха падает с некоторой постоянной скоростью. Если к пластинам конденсатора приложена разность потенциалов U=600 B, то капелька падает вдвое медленнее. Найти заряд q капельки.
9.56 Между двумя вертикальными пластинами на одинаковом расстоянии от них падает пылинка. Вследствие сопротивления воздуха пылинка падает с постоянной скоростью v1=2 см/с. Через какое время t после подачи на пластины разности потенциалов U=3 кВ пылинка достигнет одной из пластин? Какое расстояние ℓ по вертикали пылинка пролетит до попадания на пластину? Расстояние между пластинами d=2 см, масса пылинки m=2·10^-9 г, ее заряд q=6,5·10-17 Кл.
9.57 Решить предыдущую задачу в отсутствие силы сопротивления воздуха (вакуумный конденсатор).
9.58 В плоском горизонтально расположенном конденсаторе, расстояние между пластинами которого d=1 см, находится заряженная капелька масла. В отсутствие электрического поля капелька падает с постоянной скоростью v1=0,11 мм/с. Если на пластины подать разность потенциалов U=150 B, то капелька падает со скоростью v2=0,43 мм/с. Найти радиус r капельки и ее заряд q. Динамическая вязкость воздуха η=1,82·10^-5 П·с; плотность масла больше плотности газа, в котором падает капелька, на Δρ=0,9·103 кг/м3.
9.59 Между двумя вертикальными пластинами, находящимися на расстоянии d=1 см друг от друга, на нити висит заряженный бузиновый шарик массой m=0,1 г. После подачи па пластины разности потенциалов U=1 кВ нить с шариком отклонилась на угол α=10°. Найти заряд q шарика.
9.60 Мыльный пузырь с зарядом q=222 нКл находится в равновесии в поле плоского горизонтально расположенного конденсатора. Найти раз разность потенциалов U между пластинами конденсатора, если масса пузыря m=0,01 г и расстояние между пластинами d=5 см.
9.61 Расстояние между пластинами плоского конденсатора d=4 см. Электрон начинает двигаться от отрицательной пластины в тот момент, когда от положительной пластины начинает двигаться протон. На каком расстоянии ℓ от положительной пластины встретятся электрон и протон?
9.62 Расстояние между пластинами плоского конденсатора d=1 см. От одной пластины одновременно начинают двигаться протон и α-частица. Какое расстояние ℓ пролетает α-частица за то время, в течение которого протон пройдет весь путь от одной пластины до другой.
9.63 Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобретает скорость v=10^6 м/с. Расстояние между пластинами d=5,3 мм. Найти разность потенциалов U между пластинами, напряженность E электрического поля внутри конденсатора и поверхностную плотность заряда σ на пластинах.
9.64 Электрическое поле образовано двумя параллельными пластинами, находящимися на расстоянии d=2 см друг от друга. К пластинам приложена разность потенциалов U=120 B. Какую скорость v получит электрон под действием поля, пройдя по линии напряженности расстояние Δr=3 мм?
9.65 Электрон в однородном электрическом поле получает ускорение a=10^12 м/с2. Найти напряженность E электрического поля, скорость v, которую получит электрон за время t=1 мкс своего движения, работу А сил электрического поля за это время и разность потенциалов U, пройденную при этом электроном. Начальная скорость электрона v0=0.
9.66 Электрон летит от одной пластины плоского конденсатора до другой. Разность потенциалов между пластинам U=3 кВ; расстояние между пластинами d=5 мм. Найти силу F, действующую на электрон, ускорение а электрона, скорость v, с которой электрон приходит ко второй пластине, и поверхностную плотность заряда σ на пластинах.
9.67 Электрон с некоторой начальной скоростью v0 влетает в плоский горизонтально расположенный конденсатор параллельно пластинам на равном расстоянии от них. Разность потенциалов между пластинами конденсатора U=300 В; расстояние между пластинами d=2 см; длина конденсатора ℓ=10 см. Какова должна быть предельная начальная скорость v0 электрона, чтобы электрон не вылетел из конденсатора? Решить эту же задачу для α-частицы.
9.68 Электрон с некоторой скоростью влетает в плоский горизонтально расположенный конденсатор параллельно пластинам на равном расстоянии от них. Напряженность поля в конденсаторе E=100 В/м; расстояние между пластинами d=4 см. Через какое время t после того, как электрон влетает в конденсатор, он попадет на одну из пластин? На каком расстоянии s от начала конденсатора электрон попадет на пластину, если он ускорен разностью потенциалов U=60 B?
9.69 Электрон влетает в плоский горизонтально расположенный конденсатор параллельно пластинам со скоростью v0=9·10^6 м/с. Разность потенциалов между пластинами U=100 В; расстояние между пластинами d=1 см. Найти полное a, нормальное аn и тангенциальное аτ ускорения электрона через время t=10 нс после начала его движения в конденсаторе.
9.70 Протон и α-частица, двигаясь с одинаковой скоростью, влетают в плоский конденсатор параллельно пластинам. Во сколько раз отклонение протона полем конденсатора будет больше отклонения α-частицы?
9.71 Протон и α-частица, ускоренные одной и той же разностью потенциалов, вылетают в плоский конденсатор параллельно пластинам. Во сколько раз отклонение протона полем конденсатора будет больше отклонения α-частицы?
|
| |
| |
| Wilhoite | Дата: Понедельник, 23.10.2017, 15:36 | Сообщение # 189 |
|
Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 280
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| .72 Электрон влетает в плоский горизонтально расположенный конденсатор параллельно его пластинам со скоростью v0=10^7 м/с. Напряженность поля в конденсаторе E=10 кВ/м; длина конденсатора ℓ=5 см. Найти модуль и направление скорости v электрона при вылете его из конденсатора.
9.73 Пучок электронов, ускоренных разностью потенциалов U=300 B, при прохождении через незаряженный плоский горизонтально расположенный конденсатор параллельно его пластинам дает светящееся пятно на флуоресцирующем экране, расположенном на расстоянии x=12 см от конца конденсатора. При зарядке конденсатора пятно на экране смещается на расстояние y=3 см. Расстояние между пластинами d=1,4 см; длина конденсатора ℓ=6 см. Найти разность потенциалов U, приложенную к пластинам конденсатора.
9.74 Электрон движется в плоском горизонтально расположенном конденсаторе параллельно его пластинам со скоростью v=3,6·10^7 м/с. Напряженность поля внутри конденсатора E=3,7 кВ/м; длина пластин конденсатора ℓ=20 см. На такое расстояние у сместится электрон в вертикальном направлении под действием электрического поля за время его движения в конденсаторе?
9.75 Протон влетает в плоский горизонтально расположенный конденсатор параллельно его пластинам со скоростью v0=1,2·10^5 м/с. Напряженность поля внутри конденсатора U=3 кВ/м; длина пластин конденсатора l=10 см. Во сколько раз скорость протона v при вылете из конденсатора будет больше его начальной скорости v0 ?
9.76 Между пластинами плоского конденсатора, находящимися на расстоянии d1=5 мм друг от друга, приложена разность потенциалов U=150 B. К одной из пластин прилегает плоскопараллельная пластинка фарфора толщиной d2=3 мм. Найти напряженности E1 и E2 электрического поля в воздухе и фарфоре.
9.77 Найти емкость С земного шара. Считать радиус земного шара R=6400 км. На сколько изменится потенциал земного поля, если ему сообщить заряд q=1 Кл?
9.78 Шарик радиусом R=2 см заряжается отрицательно до потенциала φ=2 кВ. Найти массу m всех электронов, составляющих заряд, сообщенный шарику.
9.79 Восемь заряженных водяных капель радиусом r=1 см и зарядом q=0,1 нКл каждая сливаются в одну общую водяную каплю. Найти потенциал φ большой капли.
9.80 Два шарика одинаковых радиуса R=1 см и массы m=40 мг подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются. Когда шарики зарядили, нити разошлись на некоторый угол и сила натяжения нитей сила равной T=490 мкН. Найти потенциал φ заряженных шариков, если известно, что расстояние от центра каждого шарика до точки подвеса l=10 см.
9.81 Шарик, заряженный до потенциала φ=792 B, имеет поверхностную плотность заряда σ=333 нКл/м^2. Найти радиус r.
9.82 Найти соотношение между радиусом шара R и максимальным потенциалом φ, до которого он может быть заряжен в воздухе, если при нормальном давлении разряд в воздухе наступает при напряженности электрического поля E0=3 МВ/м. Каким будет максимальный потенциал φ шара диаметром D=1 м?
9.83 Два шарика одинаковых радиусов R=1 см и массы m=0,15 кг заряжены до одинакового потенциала φ=3 кВ и Находятся на некотором расстоянии r1 друг от друга. При этом энергия гравитационного взаимодействия Wгр=10^-11 Дж. Шарики сближаются до расстояния r2. Работа, необходимая для сближения шариков А=2·10-5 Дж. Найти энергию электростатического взаимодействия шариков после их соединения.
9.84 Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S=1 м^2, расстояние между ними d=1,5 мм. Найти емкость этого конденсатора.
9.85 Конденсатор предыдущей задачи заряжен до разности потенциалов U=300 B. Найти поверхностною плотность заряда σ на его пластинах.
9.86 Требуется изготовить конденсатор емкостью С=250 пФ. Для этого на парафинированную бумагу толщиной d=0,05 мм наклеивают с обеих сторон кружки станиоля. Каким должен быть диаметр D кружков станиоля?
9.87 Площадь пластин плоскою воздушного конденсатор S=0,01 м^2. Расстояние между ними d=5 мм. К пластинам приложена разность потенциалов U1=300 B. После отключения конденсатора от источника напряжения пространство между пластинами заполняется эбонитом. Какова будет разность потенциалов U2 между пластинами после заполнения? Найти емкость конденсатора C1 и C2 и поверхностные плотности заряда σ1 и σ2 на пластинах до и после их заполнения.
9.88 Решить предыдущую задачу для случая, когда заполнение пространства между пластинами изолятором производится при включенном источнике напряжения.
9.89 Площадь пластин плоского конденсатора S=0,01 м^2, расстояние между ними d=1 см. К пластинам приложена разность потенциален U=300 B. В пространстве между пластиной находятся плоскопараллельная пластинка стекла толщиной d1=0,5 см и плоскопараллельная пластика парафина толщиной d2=0,5 см. Найти напряженности E1 и E2 поля и падения потенциала U1 и U2 в каждом слое. Каковы будут при этом емкость С конденсатора и поверхностная плотность заряда σ на пластинах?
9.90 Между пластинами плоскою конденсатора, находящимися на расстоянии d=1 см друг от друга, приложена разность потенциалов U=100 B. К одной из пластин прилегает плоскопараллельная пластинка кристаллического бромистого таллия (ε=173) толщиной d0=9,5 мм. После отключения конденсатора от источника напряжения пластинку кристалла вынимают. Какова будет после этого разность потенциалов U2 между пластинами конденсатора?
9.91 Коаксиальный электрический кабель состоит из жилы и концентрической цилиндрической оболочки между которыми находится диэлектрик (ε=3,2 ). Найти емкость C1 единицы длины такою кабеля, если радиус жилы r1=8 см, оболочки r2=3,0 см.
9.92 Радиус центральной жилы коаксиальною кабеля r=1,5 см, радиус оболочки R=3,5 см. Между центральной жилой и оболочкой приложена разность потенциалов U=2,3 кВ. Найти напряженность E электрического поля на расстоянии x=2 см от оси кабеля.
9.93 Вакуумный цилиндрический конденсатор имеет радиус внутреннего цилиндра r=1,5 см и радиус внешнего цилиндра R=3,5 см. Между цилиндрами приложена разность потенциалов U=2,3 кВ. Какую скорость v получит электрон под действием поля этого конденсатора, двигаясь с расстояния l1=2,5 см до расстояния l2=2 см от оси цилиндра?
9.94 Цилиндрический конденсатор состоит из внутреннего цилиндра радиусом r=3 мм двух слоев диэлектрика и внутреннего цилиндра радиусом R=1 см. Первый слой диэлектрика толщиной d1=3 мм и примыкает к внутреннему цилиндру. Найти отношение падения потенциала U1/U2 в этих слоях.
9.95 При изучении фотоэлектрических явлений используется сферический конденсатор, состоящий из металлического шарика диаметром d=l,5 см (катода) и внутренней поверхности посеребренной изнутри сферической колбы диаметром D=11 см (анода). Воздух из колбы откачивается. Найти емкость С такого конденсатора.
9.96 Каким будет потенциал φ шара радиусом r=3 см, если а) сообщить ему заряд q=1 нКл. б) окружить его концентрическим шаром радиусом R=4 см, соединенным с землей?
|
| |
| |
| Wilhoite | Дата: Понедельник, 23.10.2017, 15:36 | Сообщение # 190 |
|
Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 280
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| .97 Найти емкость С сферического конденсата состоящего из двух концентрических сфер с радиусами r=10 см и R=10,5 см. Пространство между сферами заполнено маслом. Какой радиус R0 должен иметь шар, помещенный в масло, чтобы иметь такую же емкость?
9.98 Радиус внутреннего шара воздушного сферического конденсатора r=1 см. радиус внешнего шара R=4 см. Между шарами приложена разность потенциалов U=3 кB. Найти напряженность E электрического поля на расстоянии x=3 см от центра шаров.
9.99 Радиус внутреннего шара вакуумного сферического конденсатора r=1 см, радиус внешнего шара R=4 см. Между шарами приложена разность потенциалов U=3 кВ. Какую скорость v получит электрон, приблизившись к центру шаров с расстояния x1=3 см до расстояния x2=2 см?
9.100 Найти емкость С системы конденсаторов, изображенной на рисунке. Емкость каждого конденсатора Сi=0,5 мкФ.
9.101 При помощи электрометра сравнивали между собой емкости двух конденсаторов. Для этого заряжали их до разностей потенциалов U1=300 В и U2=100 В и соединяли оба конденсатора параллельно. Измеренная при этом электрометром разность потенциалов между обкладками конденсатора оказалась U=250 B. Найти отношение емкостей C1/C2.
9.102 Разность потенциалов между точками А и В U=6 B. Емкость первого конденсатора C1=2 мкФ и емкость второго конденсатора C2=4 мкФ. Найти заряды q1 и q2 и разности потенциалов U1 и U2 на обкладках каждого конденсатора.
9.103 В каких пределах может меняться емкость C системы, состоящей из двух конденсаторов, если емкость одного из конденсаторов постоянна и равна C1=3,33 нФ, а емкость C2 другого изменяется от 22,2 до 555,5 пФ?
9.104 В каких пределах может изменяться емкость C системы состоящей из двух конденсаторов переменной емкости, емкость Сi каждого из них изменяется от 10 до 450 пФ?
9.105 Конденсатор емкостью C=20 мкФ заряжен до разности потенциалов U=100 B. Найти энергию W этого конденсатора.
9.106 Шар радиусом R1=1 м заряжен до потенциала φ=30 кВ. Найти энергию W заряженного шара.
9.107 Шар, погруженный в керосин, имеет потенциал φ=4.5 кВ и поверхностную плотность заряда σ=11,3 мкКл/м^2. Найти радиус R, заряд q, емкость C и энергию W шара.
9.108 Шар 1 радиусом R1=10 см, заряженный до потенциала φ1=3 кВ, после отключения от источника напряжения соединяется проволочкой (емкостью которой можно пренебречь) сначала с удаленным. незаряженным шаром 2, а затем после отсоединения от шара 2 с удаленным незаряженным шаром 3. Шары 2 и 3 имеют радиусы R2=R3=10 см. Найти: а) первоначальную энергию W1 шара 1; б) энергии W1' и W2' шаров 1 и 2 после соединения и работу А разряда при соединении; в) энергии W1' и W3' шаров 1 и 3 после соединения и работу A разряда при соединении.
9.109 Два металлических шарика, первый с зарядом q1=10 нКл и радиусом R1=3 см и второй с потенциалом φ2=9 кВ и радиусом R2=2 см, соединены проволочкой, емкостью которой можно пренебречь. Найти: а) потенциал φ1 первого шарика до разряда; б) заряд q2 второго шарика до разряда; в) энергии W1 и W2 каждого шарика до разряда; г) заряд q1' и потенциал φ1' первого шарика после разряда; д) заряд q2' и потенциал φ2' второго шарика после разряда; е) энергию W соединенных проводником шариков; ж) работу А разряда.
9.110 Заряженный шар 1 радиусом R1=2 см приводится в соприкосновение с не заряженным шаром 2, радиус которого R2=3 см. После того как шары разъединили, энергия шара 2 оказалась равной W2=0,4 Дж. Какой заряд q1 был на шаре 1 до соприкосновения с шаром 2?
9.111 Пластины плоского конденсатора площадью S=0,01 м^2 каждая притягиваются друг к другу с силой F=30 мН. Пространство между пластинами заполнено слюдой. Найти заряды, находящиеся на пластинах, напряженность E поля между пластинами и объемную плотность энергии W0 поля.
9.112 Между пластинами плоского конденсатора вложена плоская слюдяная пластинка. Какое давление p испытывает эта пластинка при напряженности электрического поля E=1 MB/м?
9.113 Абсолютный электрометр представляет собой плоский конденсатор, нижняя пластина которого неподвижна, а верхняя повешена к коромыслу весов. При незаряженном конденсаторе расстояние между пластинами d=1см. Какую разность потенциалов U приложили между пластинами, если для сохранения того же расстояния d=1 см на другую чашку весов пришлось положить груз массой m=5,1 г? Площадь пластин конденсатора S=50 см^2.
9.114 Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора C=280 B. Площадь пластин конденсатора S=0,01 м2; поверхностная плотность заряда на пластинах σ=495 нКл/м^2. Найти: а) напряженность E поля внутри конденсатора; б) расстояние d между пластинами; в) скорость v, которую получит электрон, пройдя в конденсаторе путь от одной пластины до другой; г) энергию W конденсатора; д) емкость С конденсатора; е) силу притяжения F пластин конденсатора.
9.115 Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S=0,01 м^2, расстояние между ними d=5 мм. Какая разность потенциалов U была приложена к пластинам конденсатора если известно, что при разряде конденсатора выделилось Q=4,19 мДж тепла?
9.116 Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S=0,01 м^2, расстояние между ними d=5 мм. К пластинам конденсатора приложена разность потенциалов U=3 кВ. Какова будет напряженность E поля конденсатора, если, не отключая его от источника напряжения, пластины раздвинуть до расстояния d2=5 см? Найти энергии W1 и W2 конденсатора до и после раздвижения пластин.
9.117 Решить предыдущую задачу при условии, что сначала конденсатор отключается от источника напряжения, а затем раздвигаются пластины конденсатора.
9.118 Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S=0,01 м^2, расстояние между ними d1=1 мм. К пластинам конденсатора приложена разность потенциалов U=0,1 кВ. Пластины раздвигаются до расстояния d2=25 мм. Найти энергии W1 и W2 конденсатора до и после раздвижения пластин, если источник напряжения перед раздвижением: а) не отключается; б) отключается.
9.119 Плоский конденсатор заполнен диэлектриком и на его пластины подана некоторая разность потенциалов. Его энергия при этом W=20 мкДж. После того как конденсатор отключили от источника напряжения, диэлектрик вынули из конденсатора. Работа, которую надо было совершить против сил электрического поля, чтобы вынуть диэлектрик, A=70 мкДж. Найти диэлектрическую проницаемость ε диэлектрика.
9.120 Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S=12,5 cм^2, расстояние между ними d1=5 мм. К пластинам конденсатора приложена разность потенциалов U=6 кВ. Пластины конденсатора раздвигаются до расстояния d2=1 см. Найти изменение емкости конденсатора ΔC, потока напряженности ΔNE сквозь площадь электродов и объемной платности энергии ΔW0 электрического поля, если источник напряжения перед раздвижением: а) не отключается; б) отключается.
9.121 Найти объемную плотность энергии W0 электрического поля в точке, находящейся: а) на расстоянии x=2 см от поверхности заряженного шара радиусом R=1 см, б) вблизи бесконечно протяженной заряженной плоскости, в) на расстоянии x=2 см от бесконечно длинной заряженной нити. Поверхностная плотность заряда на шаре и плоскость σ=16,7 мкКл/м^2, линейная плотность заряда на нити τ=167 нКл/м. Диэлектрическая проницаемость среды ε=2.
|
| |
| |
| Wilhoite | Дата: Понедельник, 23.10.2017, 15:37 | Сообщение # 191 |
|
Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 280
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| 9.122 На пластины плоского конденсатора, расстояние между которыми d=3 см, подана разность потенциалов U=1 кВ. Пространство между пластинами заполняется диэлектриком (ε=1). Найти поверхностную плотность связанных (поляризационных) зарядов σсв. Насколько изменяется поверхностная плотность заряда на пластинах при заполнении конденсатора диэлектриком? Задачу решить, если заполнение конденсатора диэлектриком производится: а) до отключения конденсатора от источника напряжения; б) после отключения конденсатора от источника напряжения.
9.123 Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком, диэлектрическая восприимчивость которого χ=0,08. Расстояние между пластинами d=5 мм. На пластины конденсатора подана разность потенциалов U=4 кВ. Найти поверхностную плотность связанных зарядов σсв на диэлектрике и поверхностную плотность зарядов σд на пластинах конденсатора.
9.124 Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено стеклом. Расстояние между пластинами d=4 мм. На пластины конденсатора подана разность потенциалов U=1,2 кВ. Найти: а) напряженность E поля в стекле; б) поверхностную плотность заряда σд на пластинах конденсатора; в) поверхностную плотность связанных зарядов σсв на стекле; г) диэлектрическую восприимчивость Χ стекла.
9.125 Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено маслом. Расстояние между пластинами d=1 см. Какую разность потенциалов U надо подать на пластины конденсатора, чтобы поверхностная плотность связанных зарядов на масле была равна σсв=6,2 мкКл/м^2?
9.126 Пространство между пластинами плоского конденсора заполнено стеклом. Площадь пластин конденсатора S=0,01 м^2. Пластины конденсатора притягиваются друг к другу c силой F=4,9 мН. Найти поверхностную плотность связанных зарядов σсв на стекле.
9.127 Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено парафином. При присоединении пластин к источнику напряжения давление пластин на парафин стало равным p=5 Па. Найти: а) напряженность E электрического поля и электрическое смещение D в парафине; б) поверхностную плотность связанных зарядов σсв на парафине; в) поверхностную плотность заряда σд на пластинах конденсатора; г) объемную плотность энергии W0 электрического поля в парафине; д) диэлектрическую восприимчивость χ парафина.
9.128 Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком. Расстояние между пластинами d=2 мм. На пластины конденсатора подана разность потенциалов U1=0,6 кВ. Если, отключив источник напряжения, вынуть диэлектрик из конденсатора, то разность потенциалов на пластинах конденсатора возрастет до U2=1,8 кВ. Найти поверхностную плотность связанных зарядов σсв на диэлектрике и диэлектрическую восприимчивость χ диэлектрика.
9.129 Пространство между пластинами плоского конденсатора объемом V=20 см^3 заполнено диэлектриком (ε=5). Пластины конденсатора присоединены к источнику напряжения. При этом поверхностная плотность связанных зарядов на диэлектрике σсв=8,35 мкКл/м2. Какую работу A надо совершить против сил электрического поля, чтобы удалить диэлектрик из конденсатора? Задачу решить, если удаление диэлектрика производится: а) до отключения источника напряжения; б) после отключения источника напряжения.
10.1 Ток I в проводнике меняется со временем t по уравнению I=4 + 2t, где t-в амперах и t-в секундах. Какое количество электричества q проходит через поперечное сечение проводника за время от t1=2 с до t2=6 с? При каком постоянном токе I0 через поперечное сечение проводника за то же время проходит такое же количество электричества?
10.2 Ламповый реостат состоит из пяти электрических лампочек сопротивлением r=3500 м, включенных параллельно. Найти сопротивление R реостата, когда: а) горят все лампочки; б) вывинчиваются одна, две, три, четыре лампочки.
10.3 Сколько витков нихромовой проволоки диаметром d=1мм надо навить на фарфоровый цилиндр радиусом a=2,5 см, чтобы получить печь сопротивлением R=40 Ом?
10.4 Катушка из медной проволоки имеет сопротивление R=10,8 Ом. Масса медной проволоки m=3,41 кг. Какой длины ℓ и какого диаметра d проволока намотана на катушке?
10.5 Найти сопротивление R железного стержня диаметром d=1 см, если масса стержня m=1 кг.
10.6 Медная и алюминиевая проволоки имеют одинаковую длину ℓ и одинаковое сопротивление R. Во сколько раз медная проволока тяжелее алюминиевой?
10.7 Вольфрамовая нить электрической лампочки при t1=20 °C имеет сопротивление R1=35,8 Ом. Какова будет температура t2 нити лампочки, если при включении в сеть напряжением U=120 В по нити идет ток I=0,33 А? Температурный коэффициент сопротивления вольфрама α=4,6·10^-5 Κ-1.
10.8 Реостат из железной проволоки, амперметр и генератор включены последовательно. При t0=0 °C сопротивление реостата R0=120 Ом, сопротивление амперметра RA0=20 Ом. Амперметр показывает ток I0=22 мА. Какой ток I будет показывать амперметр, если реостат нагреется на ΔT=50 К? Температурный коэффициент сопротивления железа α=6·10^-3 К-1.
10.9 Обмотка катушки из медной проволоки при t1=14 °С имеет сопротивление R1=10 Ом. После пропускания тока сопротивление обмотки стало равным R2=12,2 Ом. До какой температуры t2 нагрелась обмотка? Температурный коэффициент сопротивления меди α=4,15·10^-3 К-1.
10.10 Найти падение потенциала U на медном проводе длиной ℓ=500 м и диаметром d=2 мм, если ток в нем I=2 A.
10.11 Найти падения потенциала U в сопротивлениях R1=4 Ом, R2=2 Ом и R3=4 Ом, если амперметр показывает ток I1=3 А. Найти токи I2 и I3 в сопротивлениях R2 и R3.
10.12 Элемент, имеющий эдс ε=1,1 В и внутреннее сопротивление r=1 Ом, замкнут на внешнее сопротивление R=9 Ом. Найти ток I в цепи, падение потенциала U во внешней цепи и падение потенциала Ur внутри элемента. С каким кпд η работает элемент?
10.13 Построить график зависимости падения потенциала U во внешней цепи от внешнего сопротивления R для цепи предыдущей задачи. Сопротивление R взять в пределах 0 ≤ R ≤ 10 Ом через каждые 2 Ом.
10.14 Элемент с эдс ε=2 В имеет внутреннее сопротивление r=0,5 Ом. Найти падение потенциала Ur внутри элемента при токе в цепи I=0,25 A. Каково внешнее сопротивление цепи R при этих условиях?
10.15 Элемент с э.д.с. ε=1,6 В имеет внутреннее сопротивление r=0,5 Ом. Найти к.п.д η элемента при токе в цепи I=2,4 А
10.16 Эдс элемента ε=6 B. При внешнем сопротивлении R=1,1 Ом ток в цепи I=3 A. Найти падение потенциала Ur внутри элемента и его сопротивление r.
10.17 Какую долю э.д.с. элемента ε составляет разность потенциалов U на его зажимах, если сопротивление элемента r в n раз меньше внешнего сопротивления R? Задачу решить для: а) n=0,1; б) n=1; в) n=10.
|
| |
| |
| Wilhoite | Дата: Понедельник, 23.10.2017, 15:37 | Сообщение # 192 |
|
Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 280
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| 10.18 Элемент, сопротивление и амперметр соединены последовательно. Элемент имеет эдс ε=2 В и внутреннее сопротивление r=0,4 Ом. Амперметр показывает ток I=1 A. С каким кпд η работает элемент?
10.19 Имеются два одинаковых элемента с эдс ε=2 В и внутренним сопротивлением r=0,3 Ом. Как надо соединить эти элементы (последовательно или параллельно), чтобы получить больший ток, если внешнее сопротивление: a) R=0,2 Ом: б) R=16 Ом? Найти ток I в каждом из этих случаев.
10.20 Считая сопротивление вольтметра RV бесконечно большим, определяют сопротивление R по показаниям амперметра и вольтметра. Найти относительную погрешность ^ΔR/R найденного сопротивления, если в действительности сопротивление вольтметра равно RV. Задачу решить для RV=1000 Ом и сопротивления: a) R=10 Ом; б) R=100 Ом; в) R=1000 Ом.
10.21 Считая сопротивление амперметра RA бесконечно малым, определяют сопротивление R по показаниям амперметра и вольтметра. Найти относительную погрешность ^ΔR/R найденного сопротивления, если в действительности сопротивление амперметра равно RA. Решить задачу для RA=0,2 Ом и сопротивления: a) R=1 Ом; б) R=10 Ом; в) R=100 Ом.
10.22 Два параллельно соединенных элемента с одинаковыми эдс ε1=ε2=2 В и внутренними сопротивлениями r1=1 Ом и r2=1,5 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R=1,4 Ом. Найти ток I в каждом из элементов и во всей цепи.
10.24 Батарея с эдс ε=20 B, амперметр и реостаты с сопротивлениями R1 и R2 соединены последовательно. При выведенном реостате R1 амперметр показывает ток I=8 A, при введенном реостате R1-ток I=5 A. Найти сопротивления R1 и R2 реостатов и падения потенциала U1 и U2 на них, когда реостат R1 полностью включен.
10.25 Элемент, амперметр и некоторое сопротивление соединены последовательно. Если взять сопротивление из медной проволоки диной ℓ=100 м и поперечным сечением S=2 мм^2, то амперметр показывает ток I1=1,43 A. Если же взять сопротивление из алюминиевой проволоки длиной ℓ=57,3 м и поперечным сечением S=1 мм2, то амперметр показывает ток I2=1 A. Сопротивление амперметра RA=0,05 Ом. Найти эдс ε элемента и его внутреннее сопротивление r.
10.26 Напряжение на зажимах элемента в замкнутой цепи U=2,1 B, сопротивления R1=5 Ом, R2=6 Ом и R3=3 Ом. Какой ток I показывает амперметр?
10.27 Сопротивления R2=20 Ом и R3=15 Ом. Через сопротивление R2 течет ток I2=0,3 A. Амперметр показывает ток I=0,8 A. Найти сопротивление R1.
10.28 Эдс батареи ε=100 B, сопротивления R1=R3=40 Ом, R2=80 Ом и R4=34 Ом. Найти ток I2, текущий через сопротивление R2, и падение потенциала U2 на нем.
10.29 ЭДС батареи ε=120 B, сопротивления R3=20 Ом и R4=25 Ом. Падение потенциала на сопротивлении R1 равно U1=40 B. Амперметр показывает ток I=2 A. Найти сопротивление R2.
10.30 Батарея с эдс ε=10 В и внутренним сопротивлением r=1 Ом имеет кпд η=0,8 (см. рисунок к задаче 10.29). Падения потенциала на сопротивлениях R1 и R4 равны U1=4 В и U4=2 B. Какой ток I показывает амперметр? Найти падение потенциала U2 на сопротивлении R2.
10.31 Эдс батареи ε=100 B, сопротивления R1=100 Ом, R2=200 Ом и R3=300 Ом, сопротивление вольтметра Rv=2 кОм. Какую разность потенциалов U показывает амперметр?
10.32 Сопротивления R1=R2=R3=200 Ом (см. рисунок к задаче 10.31), сопротивление вольтметра Rv=1 кОм. Вольтметр показывает разность потенциалов U=100 B. Найти эдс ε батареи.
10.33 Найти показания амперметра и вольтметра в схемах, изображенных на рисунках. Эдс батареи ε=110 B, сопротивления R1=400 Ом и R2=600 Ом, сопротивление вольтметра Rv=1 кОм.
10.34 Амперметр с сопротивлением RA=0,16 Ом зашунтован сопротивлением R=0,04 Ом. Амперметр показывает ток I0=8 A. Найти ток I в цепи.
10.35 Имеется предназначенный для измерения токов до I=10 А амперметр с сопротивлением RА=0,18 Ом, шкала которого разделена на 100 делений. Какое сопротивление R надо взять и как его включить, чтобы этим амперметром можно было измерять ток до I0=100 А? Как изменится при этом цена деления амперметра?
10.36 Имеется предназначенный для измерения разности потенциалов до U=30 В вольтметр с сопротивлением R1=2 кОм, шкала которого разделена на 150 делений. Какое сопротивление R надо взять и как его включить, чтобы этим вольтметром можно было измерять разности потенциалов до U0=75 В? Как изменится при этом цена деления вольтметра?
10.37 Имеется предназначенный для измерения токов до I=15 мА амперметр с сопротивлением RA=5 Ом. Какое сопротивление R надо взять и как его включить, чтобы этим прибором можно было измерять: а) ток до I0=150 мА; б) разность потенциалов до U0=150 В?
10.38 Имеется 120-вольтовая электрическая лампочка мощностью P=40 Вт. Какое добавочное сопротивление R надо включить последовательно с лампочкой, чтобы она давала нормальный накал при напряжении в сети U0=220 В? Какую длину l нихромовой проволоки диаметром d=0,3 мм надо взять, чтобы получить такое сопротивление?
10.39 Имеется три 110-вольтовых электрических лампочки, мощности которых P1=P2=40 Вт и P3=80 Вт. Как надо включить эти лампочки, чтобы они давали нормальный накал при напряжении в сети U0=220 В? Начертить схему. Найти токи I1, I2 и I3, текущие через лампочки при нормальном накале.
10.40 В лаборатории, удаленной от генератора на расстояние ℓ=100 м, включили электрический нагревательный прибор, потребляющий ток I=10 A. На сколько понизилось напряжение U на зажимах электрической лампочки, горящей в этой лаборатории, если сечение медных подводящих проводов S=5 мм^2?
10.41 От батареи с эдс ε=500 В требуется передать энергию на расстояние ℓ=2,5 км. Потребляемая мощность P=10 кВт. Найти минимальные потери мощности ΔP в сети, если диаметр медных подводящих проводов d=1,5 см.
10.42 От генератора с эдс ε=110 В требуется передать энергию на расстояние ℓ=250 м. Потребляемая мощность P=1 кВт. Найти минимальное сечение S медных подводящих проводов, если потери мощности в сети не должны превышать 1%.
10.43 В цепь включены последовательно медная и стальная проволоки одинаковых длины и диаметра. Найти: а) отношение количеств теплоты, выделяющихся в этих проволоках; б) отношение падений напряжения на этих проволоках.
|
| |
| |
| Wilhoite | Дата: Понедельник, 23.10.2017, 15:37 | Сообщение # 193 |
|
Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 280
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| 10.44 Решить предыдущую задачу для случая, когда проволоки включены параллельно.
10.45 Элемент с эдс ε=6 В дает максимальный ток I=3 A. Найти наибольшее количество теплоты Qr, которое может быть выделено во внешнем сопротивлении в единицу времени.
10.46 Батарея с эдс ε=240 В и внутренним сопротивлением r=1 Ом замкнута на внешнее сопротивление R=23 Ом. Найти полную мощность P0, полезную мощность P и кпд η батареи.
10.47 Найти внутреннее сопротивление r генератора, если известно, что мощность P, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова при внешних сопротивлениях R1=5 Ом и R2=0,2 Ом. Найти кпд η генератора в каждом из этих случаев.
10.48 На графике дана зависимость полезной мощности P от тока I в цепи. По данным этой кривой найти внутреннее сопротивление r и эдс ε элемента. Построить график зависимости от тока I в цепи кпд η элемента и падения потенциала U во внешней цепи.
10.49 По данным кривой, изображенной на рисунке к задаче 10.48, построить график зависимости от внешнего сопротивления R цепи: кпд η элемента, полной мощности P0 и полезной мощности P. Кривые построить для значений внешнего сопротивления R, равных: 0, r, 2r, 3r, 4r и 5r, где r-внутреннее сопротивление элемента.
10.50 Элемент замыкают сначала на внешнее сопротивление R1=2 Ом, а затем на внешнее сопротивление R2=0,5 Ом. Найти эдс ε элемента и его внутреннее сопротивление r, если известно, что в каждом из этих случаев мощность, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова и равна P=2,54 Вт.
10.23 Два последовательно соединенных элемента с одинаковыми эдс ε1=ε2=2 В и внутренними сопротивлениями r1=1 Ом и r2=1,5 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R=0,5 Ом. Найти разность потенциалов U на зажимах каждого элемента.
10.51 Элемент с эдс ε=2 B и внутренним сопротивлением r=0,5 Ом замкнут на внешнее сопротивление R. Построить график зависимости от сопротивления R: тока I в цепи, падения потенциала U во внешней цепи, полезной мощности P и полной мощности P0. Сопротивление взять в пределах 0 ≤ R ≤ 4 Ом через каждые 0,5 Ом.
10.52 Элемент с эдс ε и внутренним сопротивлением r замкнут на внешнее сопротивление R. Наибольшая мощность, выделяющаяся во внешней цепи, P=9 Вт. При этом в цепи течет ток I=3 A. Найти эдс ε и внутреннее сопротивление r элемента.
10.53 Эдс батареи ε=120 B, сопротивления R3=30 Ом, R2=60 Ом (рис. 35). Амперметр показывает ток I=2 A. Найти мощность P, выделяющуюся в сопротивлении R1.
10.54 Эдс батареи ε=100 B, ее внутреннее сопротивление r=2 Ом, сопротивления R1=25 Ом и R2=78 Ом (рис. 35). На сопротивлении R1 выделяется мощность P1=16 Вт. Какой ток I показывает амперметр?
10.55 Эдс батареи ε=120 B, сопротивления R1=25 Ом, R2=R3=100 Ом. Найти мощность P1, выделяющуюся на сопротивлении R1.
10.56 Кпд батареи η=80 %, сопротивление R1=100 Ом (рис. 36). На сопротивлении R1 выделяется мощность P1=16 Вт. Найти эдс ε батареи, если известно, что падение потенциала на сопротивлении R3 равно U3=40 B.
10.57 Эдс батареи ε=120 B, полное сопротивление потенциометра R0=120 Oм (рис. 37). Сопротивление R лампочки меняется при нагревании от 30 до 300 Ом. На сколько меняется при этом разность потенциалов U на лампочке, если подвижный контакт c стоит на середине потенциометра? На сколько меняется при этом мощность P, потребляемая лампочкой?
10.58 Разность потенциалов между точками A и B равна U=9 B. Имеются два проводника с сопротивлениями R1=5 Ом и R2=3 Ом. Найти количество теплоты Qτ, выделяющееся в каждом проводнике в единицу времени, если проводники между точками A и B соединены: а) последовательно; б) параллельно.
10.59 Две электрические лампочки с сопротивлениями R1=360 Ом и R2=240 Ом включены в сеть параллельно. Какая из лампочек потребляет большую мощность? Во сколько раз?
10.60 Калориметр имеет спираль сопротивлением R1=60 Ом, которая включена в цепь, как показано на рисунке. Сопротивление R2=30 Ом. Амперметр показывает ток I=6 A. На сколько нагревается масса m=480 г воды, налитой в калориметр, за время t=5 мин пропускания тока?
10.61 Какой объем V воды можно вскипятить, затратив электрическую энергию W=3 гВт*ч? Начальная температура воды t0=10° C.
10.62 Какую мощность P потребляет нагреватель электрического чайника, если объем V=1 л воды закипает через время t=5 мин? Каково сопротивление R нагревателя, если напряжение в сети U=120 В? Начальная температура воды t0=13,5° C.
10.63 На плитке мощностью P=0,5 кВт стоит чайник, в который налит объем V=1 л воды при t0=16° C. Вода в чайнике закипела через время τ=20 мин после включения плитки. Какое количество теплоты Q потеряно при этом на нагревание самого чайника, на излучение и т.д.?
10.64 Нагреватель электрической кастрюли имеет две одинаковые секции с сопротивлением R=20 Ом каждая. Через какое время τ закипит объем V=2,2 л воды, если: а) включена одна секция; б) обе секции включены последовательно; в) обе секции включены параллельно? Начальная температура воды t0=16 °С, напряжение в сети U=110 B, кпд нагревателя η=85%.
10.65 Нагреватель электрического чайника имеет две секции. При включении одной из них вода в чайнике закипит через время τ1=15 мин, при включении другой-через время τ2=30 мин. Через какое время τ закипит вода в чайнике, если включить обе секции: а) последовательно; б) параллельно?
10.66 Нагреватель электрического чайника сопротивлением R1 включен в цепь, как показано на рисунке. Эдс батареи ε=120 B, сопротивление R2=10 Ом. Амперметр показывает ток I=2 A. Через какое время закипит объем V=0,5 л воды? Начальная температура воды t0=4° C. Кпд η=76% нагревателя.
10.67 Калориметр имеет спираль сопротивлением R1, которая включена в цепь, как показано на рис. 40. Эдс батареи ε=110 B, кпд спирали η=80%. В калориметр налита масса m=500 г керосина. Амперметр показывает ток I=2 A, вольтметр показывает напряжение U=10,8 B. Каково сопротивление R1 спирали? Найти удельную теплоемкость c керосина, если за время τ=5 мин пропускания тока керосин нагрелся на Δt=5 °С. Каково сопротивление R2? Сопротивление вольтметра считать бесконечно большим.
|
| |
| |
| Wilhoite | Дата: Понедельник, 23.10.2017, 15:37 | Сообщение # 194 |
|
Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 280
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| 10.68 Объем V=4,5 л воды можно вскипятить, затратив электрическую энергию W=0,5 кВт*ч. Начальная температура воды t0=23° C. Найти кпд η нагревателя.
10.69 Для отопления комнаты пользуются электрической печью, включенной в сеть напряжением U=120 B. Комната теряет в единицу времени количество теплоты Qτ=87,08 МДж/сут. Требуется поддерживать температуру комнаты постоянной. Найти: а) сопротивление R печи; б) длину ℓ нихромовой проволоки диаметром d=1 мм, необходимой для обмотки такой печи; в) мощность P печи.
10.70 Температура водяного термостата объемом V=1 л поддерживается постоянной при помощи нагревателя мощностью P=26 Вт. На нагревание воды тратится 80% этой мощности. На сколько понизится температура воды в термостате за время τ=10 мин, если нагреватель выключить?
10.71 Сколько надо заплатить за пользование электрической энергией в месяц (30 дней), если ежедневно в течение времени τ=6 ч горят две 120-вольтовых лампочки, потребляющие ток I=0,5 А? Кроме того, ежедневно кипятится объем V=3 л воды. Начальная температура воды t0=10° C. Стоимость 1кВт*ч энергии принять равной 4 коп. Кпд нагревателя η=80%.
10.72 Электрический чайник, содержащий объем V=600 см^3 воды при t0=9° C, забыли выключить. Сопротивление нагревателя чайника R=16 0м. Через какое время τ после включения вода в чайнике выкипит? Напряжение в сети U=120 B, кпд нагревателя η=60%.
10.73 В ртутном диффузионном насосе в единицу времени испаряется масса mτ=100 г/мин ртути. Каково должно быть сопротивление R нагревателя насоса, если он включается в сеть напряжением U=127 В? Удельная теплота парообразования ртути q=296 кДж/кг.
10.74 В цепь, состоящую из медного провода площадью поперечного сечения S1=3 мм^2, включен свинцовый предохранитель площадью поперечного сечения S2=1 мм2. На какое повышение температуры Δt1 медного провода при коротком замыкании цепи рассчитан предохранитель? Считать, что при коротком замыкании вследствие кратковременности процесса все выделившееся тепло идет на нагревание цепи. Начальная температура предохранителя t0=17° C.
10.75 Найти количество теплоты Qτ, выделившееся в единицу времени в единице объема медного провода при плотности тока j=300 кА/м^2.
10.76 Найти токи Ii в отдельных ветвях мостика Уитстона (рис. 41) при условии, что через гальванометр идет ток Iг=0. Эдс элемента ε=2 B, сопротивления R1=30 Ом, R2=45 Ом и R3=200 Ом.
10.77 Эдс элементов ε1=2,1 В и ε2=1,9 B, сопротивления R1=45 Ом, R2=10 Oм и R3=10 Ом (рис. 42). Найти токи Ii во всех участках цепи.
10.78 Какая разность потенциалов U получается на зажимах двух элементов, включенных параллельно, если их эдс ε1=1,4 В и ε2=1,2 В и внутреннее сопротивление r1=0,6 Ом и r2=0,4 Ом?
10.79 Два элемента с одинаковыми эдс ε1=ε2=2 В и внутренними сопротивлениями r1=1 Ом и r2=2 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R (рис. 43). Через элемент с эдс E1 течет ток I1=1 A. Найти сопротивление R и ток I2, текущий через элемент с эдс E2. Какой ток I течет через сопротивление R.
10.80 Решить предыдущую задачу, если ε1=ε2=4 B, r1=r2=0,5 Ом и I1=2 A.
10.81 Батареи имеют эдс ε1=110 В и ε2=220 B, сопротивления R1=R2=100 Ом, R3=500 Ом. Найти показание амперметра.
10.82 Батареи имеют эдс ε1=2 В и ε2=4 B, сопротивление R1=0,5 Ом (см. рисунок к задаче 10.81). Падение потенциала на сопротивлении R2 равно U2=1 В (ток через R2 направлен справа налево). Найти показание амперметра.
10.83 Батареи имеют эдс ε1=30 В и ε2=5 B, сопротивления R2=10 Ом, R3=20 Ом (см. рисунок к задаче 10.81). Через амперметр течет ток I=1 A, направленный от R3 к R1. Найти сопротивление R1.
10.84 Батареи имеют эдс ε1=2 В и ε2=3 B, сопротивления R1=1 кОм, R2=0,5 кОм и R3=0,2 кОм, сопротивление амперметра RA=0,2 кОм. Найти показание амперметра.
10.85 Батареи имеют эдс ε1=2 В и ε2=3 B, сопротивление R3=1,5 кОм, сопротивление амперметра R4=0,5 кОм Падение потенциала на сопротивлении R2 равно U2=1 В (ток через R2 направлен сверху вниз). Найти показание амперметра.
10.86 Батареи имеют эдс ε1=2 B, ε2=4 В и ε3=6 B, сопротивления R1=4 Ом, R2=6 Ом и R3=8 Ом (рис. 46). Найти токи Ii во всех участках цепи.
10.87 Батареи имеют эдс ε1=ε2=ε3=6 B, сопротивления R1=20 Ом, R2=12 Ом (рис. 46). При коротком замыкании верхнего узла схемы с отрицательным зажимом батарей через замыкающий провод течет ток I=1,6 A. Найти токи Ii во всех участках цепи и сопротивление R3.
10.88 В схеме, изображенной на рис. 46, токи I1 и I3 направлены справа налево, ток I2-сверху вниз. Падения потенциала на сопротивлениях R1, R2 и R3 равны U1=U3=2U2=10 B. Найти эдс ε2 и ε3, если эдс ε1=25 В.
10.89 Батареи имеют эдс ε1=ε2=100 B, сопротивления R1=20 Ом, R2=10 Ом, R3=40 Ом и R4=30 Ом. Найти показание амперметра.
10.90 Батареи имеют эдс ε1=2ε2, сопротивления R1=R3=20 Ом, R2=15 Ом и R4=30 Ом (рис. 47). Через амперметр течет ток I=1,5 A, направленный снизу вверх. Найти эдс e1 и e2, а также токи I2 и I3, текущие через сопротивления R2 и R3.
10.91 Два одинаковых элемента имеют эдс ε1=ε2=2 В и внутренние сопротивления r1=r2=0,5 Ом (рис. 48). Найти токи I1 и I2, текущие через сопротивления R1=0,5 Ом и R2=1,5 Ом, а также ток I через элемент с эдс E1.
10.92 Батареи имеют эдс ε1=ε2, сопротивления R2=2 R1 (рис. 49). Во сколько раз ток, текущий через вольтметр, больше тока, текущего через сопротивление R2?
|
| |
| |
| Wilhoite | Дата: Понедельник, 23.10.2017, 15:38 | Сообщение # 195 |
|
Генерал-майор
Группа: Проверенные
Сообщений: 280
Награды: 0
Репутация: 0
Статус: Offline
| 10.93 Батареи имеют эдс ε1=ε2=110 B, сопротивления R1=R2=0,2 кОм, сопротивление вольтметра RV=1 кОм (рис. 49). Найти показание вольтметра.
10.94 Батареи имеют эдс ε1=ε2, сопротивления R1=R2=100 Oм, сопротивление вольтметра RV=150 Oм (рис. 49). Показание вольтметра U=150 B. Найти эдс ε1 и ε2 батарей.
10.95 Элементы имеют эдс ε1=ε2=1,5 B и внутренние сопротивления r1=r2=0,5 Ом, сопротивления R1=R2=2 Ом и R3=1 Ом, сопротивление амперметра RA=3 Ом (рис. 50). Найти показание амперметра.
10.96 Элемент имеет эдс E=200 B, сопротивления R1=2 кОм и R2=3 кОм, сопротивления вольтметров RV1=3 кОм и RV2=2 кОм (рис. 51). Найти показания вольтметров V1 и V2, если ключ К: а) разомкнут, б) замкнут. Задачу решить, применяя законы Кирхгофа.
10.97 За какое время τ при электролизе водного раствора хлорной меди (CuCl2) на катоде выделится масса m=4,74 г меди, если ток I=2 А?
10.98 За какое время τ при электролизе медного купороса масса медной пластинки (катода) увеличится на Δm=99 мг? Площадь пластинки S=25 см^2, плотность тока j=200 А/м2. Найти толщину d слоя меди, образовавшегося на пластинке.
10.99 При электролизе медного купороса за время τ=1 ч выделилась масса m=0,5 г меди. Площадь каждого электрода S=75 см^2. Найти плотность тока j.
10.100 Найти электрохимический эквивалент K водорода
10.101 Амперметр, включенный последовательно с электролитической ванной с раствором AgNO3, показывает ток I=0,90 A. Верен ли амперметр, если за время τ=5 мин прохождения тока выделилась масса m=316 мг серебра?
10.102 Две электролитические ванны с растворами AgNO3 и CuSO4 соединены последовательно. Какая масса m2 меди выделится за время, в течение которого выделилась масса m1=180 мг серебра?
10.103 При получении алюминия электролизом раствора Аl2O3 в расплавленном криолите проходил ток I=20 кА при разности потенциалов на электродах U=5 B. За какое время τ выделится масса m=1 т алюминия? Какая электрическая энергия W при этом будет затрачена?
10.104 Какую электрическую энергию W надо затратить, чтобы при электролизе раствора AgNO, выделилась масса m=500 мг серебра? Разность потенциалов на электродах U=4 B.
10.105 Реакция образования воды из водорода и кислорода происходит с выделением тепла: 2H2+O2=2H2O+5,75·10^5 Дж. Найти наименьшую разность потенциалов U, при которой будет происходить разложение воды электролизом.
10.106 Найти эквивалентную проводимость Λ∞ для очень слабого раствора азотной кислоты.
10.107 Через раствор азотной кислоты пропускается ток I=2 A. Какое количество электричества q переносится за время τ=1 мин ионами каждого знака?
10.108 Эквивалентная проводимость раствора KCl при некоторой концентрации Λ=12,2·10^-3 м2/(Ом·моль), удельная проводимость при той же концентрации σ=0,122 См/м, эквивалентная проводимость при бесконечном разведении Λ∞=13·10-3 м2/(Ом·моль). Найти: а) степень диссоциации α раствора KCl при данной концентрации; б) эквивалентную концентрацию η раствора; в) сумму подвижностей u + + u − ионов К+ и Сl-.
10.109 Найти сопротивление R раствора AgNO3, заполняющего трубку длиной ℓ=84 см и площадью поперечного сечения S=5 мм^2. Эквивалентная концентрация раствора η=0,1 моль/л, степень диссоциации α=81%.
10.110 Найти сопротивление R раствора КNO3, заполняющего трубку длиной ℓ=2 см и площадью поперечного сечения S=7 см^2. Эквивалентная концентрация раствора η=0,05 моль/л, эквивалентная проводимость Λ=1,1·10-6 м2/(Ом·моль).
10.111 Трубка длиной l=3 см и площадью поперечного сечения S=10 см^2 заполнена раствором CuSO4. Эквивалентная концентрация раствора η=0,1 мoль/л, сопротивление R=38 Ом. Найти эквивалентную проводимость Λ раствора.
10.112 Удельная проводимость децинормального раствора соляной кислоты σ=3,5 См/м. Найти степень диссоциации α.
10.113 Найти число ионов n каждого знака, находящихся в единице объема раствора предыдущей задачи.
10.114 При освещении сосуда с газом рентгеновскими лучами в единице объема в единицу времени ионизуется число молекул N=10^16 м^-3 с-1. В результате рекомбинации в сосуде установилось равновесие, причем в единице объема газа находится число ионов каждого знака n=1014 м-3. Найти коэффициент рекомбинации γ.
10.115 К электродам разрядной трубы приложена разность потенциалов U=5 B, расстояние между ними d=10 см. Газ, находящийся в трубке, однократно ионизован. Число ионов каждого знака в единице объема газа n=10^8 м-3, подвижности ионов u+=3·10-2 м2/(В·с) и u-=3·102 м2/(В·с). Найти плотность тока j в трубке. Какая часть полного тока переносится положительными ионами?
10.116 Площадь каждого электрода ионизационной камеры S=0,01 м^2, расстояние между ними d=6,2 см. Найти ток насыщения Iн в такой камере, если в единице объема в единицу времени образуется число однозарядных ионов каждого знака N=1015 м-3·с-1.
10.117 Найти наибольшее возможное число ионов n каждого знака, находящихся в единице объема камеры предыдущей задачи, если коэффициент рекомбинации γ=10^-12 м3/с.
|
| |
| |
