|
Ухтинский государственный технический университет (УГТУ)
|
|
| Massimo | Дата: Понедельник, 18.11.2013, 18:16 | Сообщение # 6 |
|
Полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 183
Репутация: 0
Статус: Offline
| Решаем задания с задачника по физике Ухтинский государственный технический университет (УГТУ)
Стоимость: 40 рублей за 1 задачу. (Webmoney, Yandex)
Срок решения 3-4 дня, зависит от количества заданий (Заказы принимаются по почте PMaxim2006@mail.ru)
Примерное решение и оформление заданий вы можете посмотреть на странице Примеры решений
Молекулярная физика и термодинамика
Вариант 1
1. Определить число молекул в 29 г поваренной соли ( NaCl ). (5·1022)
2. Сосуд емкостью 0,01 м3 содержит азот массой 14 г и водород массой 1 г при температуре 280 К. Определить давление смеси газов. (233 кПа)
3. Найдите концентрацию молекул кислорода, если их средняя квадратичная скорость равна 400 м/с, а давление 5104 Па. (17,6·1024 м -3)
4. В закрытом сосуде находится смесь азота массой 56 г и кислорода массой 64 г. Определить изменение внутренней энергии этой смеси, если ее охладили на 20 . (1662 Дж)
5. Считая, что температура и молярная масса воздуха, а также ускорение свободного падения не зависят от высоты, найдите разность высот, на которых плотности воздуха при температуре 0°С отличаются в 2,72 раза. (7,8 км)
6. Определить удельные теплоемкости cv и cР, если известно, что некоторый газ при нормальных условиях имеет удельный объем 5,67 м3 ./кг. Какой это газ? (311,6 Дж/(кг·К); 519,4 Дж/(кг·К); гелий)
7. В баллоне емкостью 1 л находится кислород под давлением 10 МПа при температуре 300 К. К газу подводят 16,7 кДж теплоты. Определите температуру и давление газа после нагревания. (500 К; 16,68 МПа)
8. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, 70 % количества теплоты, полученной от нагревателя, отдает холодильнику. Количество теплоты, получаемое от нагревателя, равно 5 кДж. Определить: 1) термический к.п.д. цикла; 2) работу, совершенную при полном цикле. ( 0,3; 1,5 кДж)
9. Определить среднюю длину свободного пробега молекул водорода при температуре 100 K и давлении 0,1 Па. ( 3,96 см)
10. Найдите изменение энтропии при изотермическом расширении 3 молей идеального газа в 2 раза. (17,2 8 Дж/К)
11. В сосуде объемом 0,3 л находится 1 моль углекислого газа при температуре 300 К. Найдите давление газа по уравнению Ван -дар-Ваальса. Постоянные Ван-дер-Ваальса этого газа равны а = 0,367 Н·м4/моль2, b = 4,3·10-5 м3/моль. На сколько отличается это давление от полученного по уравнению состояния идеального газа? (5,67 МПа; 2,64 МПа)
12. При определении силы поверхностного натяжения капельным методом число капель глицерина, вытекающего из капилляра, составляет 50. Общая масса глицерина 1 г, а диаметр шейки капли в момент отрыва 1 мм. Определить коэффициент поверхностного натяжения глицерина. (64 мН/м) Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 2
1. Определить число N атомов в 1 кг водорода и массу одного атома водорода. (6,02·10 26; 0,33·10 -26 кг)
2. Баллон вместимостью 5 л содержит смесь гелия и водорода при давлении 600 кПа. Масса смеси равна 4 г, массовая доля гелия равна 0,6. Определить температуру смеси. (258 К)
3. Средняя кинетическая энергия молекул гелия равна 3,92·10 -21 Дж. Определить среднюю скорость молекул гелия при тех же условиях. (1 км/с)
4. Азот массой 14 кг находится при температуре 280 К. Определить: 1) внутреннюю энергию азота; 2) среднюю кинетическую энергию вращательного движения молекул. Газ считать идеальным. (2,9 МДж; 3,86·10 -21Дж/К)
5. На какой высоте над поверхностью земли атмосферное давление в 2 раза меньше, чем на поверхности? Температура равна 17°С и не зависит от высоты, средняя молярная масса воздуха всюду равна 29 кг/кмоль. (5,76 км)
6. Определить удельные теплоемкости cV и cP смеси углекислого газа массой 11 г и азота массой 4 г. (1314 Дж/(кг·К); 1780 Дж/(кг·К))
7. В сосуде емкостью 10 л находится кислород под давлением 1 атм. Стенки сосуда могут выдержать давление до 10 атм. Какое максимальное количество теплоты можно сообщить газу? (22,5 Дж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Газ получил от нагревателя количество теплоты 5,5 кДж и совершил работу 1,1 кДж. Определить: 1) термический к.п.д. цикла; 2) отношение температур холодильника и нагревателя. (0,2; 0,8)
9. Определить коэффициент диффузии гелия при давлении 10 6 Па и температуре 27C . Эффективный диаметр молекулы 0,22 нм. (1,28·105 м 2/с)
10. Найдите изменение энтропии при изотермическом расширении кислорода массой 10 г от объема 25 л до объема 100 л. (3,6 Дж/К)
11. В баллоне емкостью 1 м3 находятся 2 кмоля газа при температуре 27°С. Какую часть давления газа на стенки баллона составляет внутреннее давление, обусловленное силами притяжения молекул? Постоянные Ван -дер-Ваальса для этого газа равны 6104 Нм4/моль2 и 410-2 м3/моль. (4,6%)
12. Определить радиус R капли спирта, вытекающей из узкой вертикальной трубки радиусом 1 мм. Считать, что в момент отрыва капля сферическая. Коэффициент поверхностного натяжения спирта 22 мН/м, а его плотность 0,8 г/см3. (1,6 мм)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 3
1. Определить количество вещества водорода, заполняющего сосуд объемом 3 л, если концентрация молекул газа в сосуде 2·10 18 м-3. (10-8 моль)
2. Найти плотность газовой смеси водорода и кислорода, если их массовые доли соответственно равны 1/9 и 8/9. Давление смеси 100 кПа, температура 300 К. (0,4 кг/м3)
3. Найдите число молекул азота, содержащихся в сосуде объемом 1 л, если средняя квадратичная скорость движения молекул 500 м/с, а давление в сосуде 1 кПа. (2,6·1020 )
4. Водород массой 1кг находится при температуре 320 К. Определить: 1) внутреннюю энергию молекул; 2) среднюю кинетическую энергию вращательного движения молекулы. Газ считать идеальным. (3,32 МДж; 4,42·10-21 Дж)
5. Какова масса воздуха в объеме 1 м3: 1) у поверхности земли; 2) на высоте 4 км? Температуру принять равной 273 К, давление у поверхности 105 кПа, молярная масса воздуха 29 кг/кмоль. (1,34 кг; 0,81 кг)
6. Найдите число степеней свободы молекул газа, молярная теплоемкость которого при постоянном давлении равна 29 Дж/(моль К). (5)
7. Идеальному двухатомному газу, находящемуся в сосуде объемом 10 л, сообщили количество теплоты 5 кДж. На сколько повысилось давление газа? Как им будет ответ в случае одноатомного газа? (200 кПа; 333 кДж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно, термический к.п.д. которого равен 0,4. Определить работу изотермического сжатия газа, если работа изотермическо го расширения составляет 400 Дж. (240 Дж)
9. В сосуде емкостью 5 л содержится 40 г гелия. Определить среднее число соударений молекул в секунду при температуре 400 K . Эффективный диаметр молекулы гелия 0,22 нм. (3,73·1011 м)
10. Во сколько раз следует увеличить изотермически объем 4,0 моля идеального газа, чтобы его энтропия испытала приращение 23 Дж/K? (2)
11. Найдите температуру и плотность углекислого газа в критическом состоянии, считая газ реальным. Постоянные Ван-дер-Ваальса для этого газа равны 0,367 Пам6/моль2 и 4,310-5 м3/моль. (304 К; 341 кг/м3)
12. Считая процесс образования мыльного пузыря изотермическим, определить работу, которую надо совершить, чтобы увеличить его диаметр от 1 см до 11 см. Коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора принять равным 40 мН/м. (3 мДж)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 4
1. Найти массу одной молекулы поваренной соли NaCl . (9,67·10-26 кг) 2. В баллоне вместимостью 25 л находится водород при температуре 290 К. После того, как часть водорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на 0,4 МПа.
Определить массу израсходованного газа. (8,3 г)
3. Колба вместимостью 4 л содержит некоторый газ массой 0,6 г под давлением 200 кПа. Определите среднюю квадратичную скорость мол екул газа. (2 км/с)
4. Средняя энергия одной молекулы одноатомного идеального газа составляет 16,010-21 Дж. Давление газа 4,0105 Па. Найдите число молекул газа в единице объема. (19·1024 м-3)
5. Во сколько раз давление атмосферы на высоте 100 м больше, чем на высоте 1000 м? Примите молярную массу воздуха всюду равной 29 кг/кмоль, температуру неизменной и равной 0°С. (1,12)
6. Вычислить удельные теплоемкости газа, зная, что его моля рная масса составляет 4·10-3 кг/моль и отношение теплоемкостей равно 1,67. (3,1 кДж/(кг·К); 5,2 кДж/(кг·К))
7. Кислород массой 32 г находится в закрытом сосуде под давлением 0,1 MПа при температуре 290 K. Определить объем сосуда. (24 л)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя 500 К, холодильника 300 К. Работа изотермического расширения газа составляет 2 кДж. Определить: 1) термический к.п.д. цикла; 2) количество теплоты, отданн ое газом при изотермическом сжатии холодильнику. (0,4; 1,2 кДж)
9. Средняя длина свободного пробега молекул газа при температуре 300 К и давлении 0,1 МПа равна 200 нм. Найдите эффективный диаметр м олекулы кислорода. (0,22 нм)
10. В некотором объеме находится 1023 молекул газа. При постоянной темпера туре объем увеличился в 2e раз, где e – основание натуральных логарифмов. Найдите изменение энтропии газа. (2,34 мДж/К)
11. Вычислите постоянные Ван -дер-Ваальса для углекислого газа, если его критическая температура 304 К и критическое давление 73 атм. ( 0,367 Пам6/моль2 и 4,310-5 м3/моль)
12. Две капли ртути радиусом 1 мм каждая слились в одну большую каплю. Считая процесс изотермическим, определить изменение поверхностной энергии при этом слиянии, если коэффициент поверхностного натяжения ртути 0,5 Н /м. (2,64 мкДж)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 5
1. В сосуде вместимостью 1 л находится кислород массой 16 г. Определить концентрацию молекул кислорода в сосуде . (3·1026 м-3)
2. Азот массой 7 г находится под давлением 0,1 МПа и температуре 290 К. Вследствие изобарного нагревания азот занял объем 10 л. Определить: 1) объем газа до расширения; 2) температуру газа после расширения . (6 л; 483 К)
3. Определите среднюю квадратичную скорость молекул азота при температуре 280 К. (500 м/с)
4. Смесь гелия и аргона находится при температуре 1,2 кК. Определите средние кинетические энергии атомов гелия и аргона. (2,48·10-20 Дж)
5. Вблизи поверхности земли отношение объемной концентрации кислорода и азота в воздухе равно 0,268. Полагая температуру неизменной и равной 273 К, определите отношение концентраций этих газов на высоте 10 км. (0,19)
6. Трехатомный газ под давлением 240 кПа и температуре 2 7C занимает объем 10 л. Определить теплоемкость всего газа при постоянном давлении. (32 Дж/К)
7. Некоторый газ массой 1кг находится при температуре 300 K и под давлением 0,5 МПа. В результате изотермического сжатия давление газа увеличилось в 2 раза. Работа, затраченная на сжатие , составляет 432 кДж. Определить: 1) какой эт о газ; 2) первоначальный удельный объем газа. (гелий; 1,3 м3)
8. Многоатомный идеальный газ совершает цикл Карно, при этом в процессе адиабатического расширения объем газа увеличивается в 8 раз. Определить термический к.п.д. цикла. (0,5)
9. Средняя длина свободного пробега атомов гелия при нормальных условиях равна 180 нм. Найдите коэффициент диффузии гелия . (7,21·10-5 м2/с)
10. Найдите приращение энтропии одного моля углекислого газа при увеличении его абсолютной температуры в 2 раза, если процесс нагревания изохорный. Газ считать идеальным. (17,3 Дж/К)
11. Критические давление и температура неона равны 27,3105 Па и 44,5 К. Считая газ реальным, определите, до этим данным, постоянные Ван-дер-Ваальса и оцените диаметр молекул неона. (21,1·10-3 Н·м4/моль2, 1,69·10-5 м3/моль; 0,17 нм)
12. Давление воздуха внутри мыльного пузыря на 200 Па больше атмосферного. Определить диаметр пузыря. Коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора 40 мН/м. (1,6 мм)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 6
1. За время 10 суток из стакана полностью испарилось 100 г воды. Сколько в среднем молекул вылетало с поверхности воды за 1 с? (4·1018)
2. Баллон объемом 30 л содержит смесь водорода и гелия при температуре 300 К и давлении 828 кПа. Масса m смеси равна 24 г. Определить массу водорода и массу гелия. (15,9 г; 8,1 г)
3. При какой температуре молекулы кислорода имеют такую же среднюю квадратичную скорость, как молекулы водорода при температуре 100 К? (1600 К)
4. Средняя энергия молекул четырехатомного идеального газа 2,0610-19 Дж. Давление газа 2105 Па. Найдите число молекул газа в единице объема. (29·1023 м-3)
5. Пусть 0 отношение концентрации молекул водорода к концентрации молекул азота вблизи поверхности земли, а – соответствующее отношение на высоте 3000 м. Найдите отношение /0 при 280 К, считая, что температура не зависит от высоты. (1,4)
6. Разность удельных теплоемкостей ( p v c c ) некоторого двухатомного газа равна 260 Дж/(кгК). Найти молярную массу газа. ( 32 г/моль)
7. Азот массой 50 г находится при температуре 280 K. В результате изохорного охлаждения его давление уменьшилось в 2 раза, а затем в результате изобарного расширения температура газа в конечном состоянии стала равной первоначальной. Определить: 1) работу, совершенную газом; 2) изменение внутренней энергии газа. (2,1 кДж; 0)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Газ получил от нагревателя количество теплоты 50 кДж и совершил работу 10 кДж. Определить: 1) термический к.п.д. цикла; 2) отношение температур нагревателя и холодильника. (0,2; 1,25)
9. Определите среднее число столкновений одной молекулы азота за 1 с при нормальных условиях, если коэффициент вязкости аз ота равен 1,810-5 Пас. (1,43·10 33 с-1)
10. Найдите изменение энтропии при изохорном нагревании водорода массой 1 г, если давление газа увеличилось в 2 раза. (7,2 Дж/К)
11. Критическая температура аргона равна 151 К и критическое давление 4,86 МПа. Считая газ ван-дер-ваальсовским, найдите критический молярный объем а ргона. (97 см3/моль)
12. Воздушный пузырек диаметром 0,02 мм находится на глубине 25 см под поверхностью воды. Определить давление воздуха в этом пузырь ке. Атмосферное давление принять нормальным. Коэффициент поверхностного натяжения воды 73 мН/м, а ее плотность 1 г/см 3. (118 кПа)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 7
1. Вычислить массу одной молек улы кислорода. (5,3·10-26 кг)
2. Сосуд емкостью 2 л разделен пополам полупроницаемой перегородкой. В одну половину сосуда введен водород массой 2 г и азот массой 28 г, в другой половине вакуум. Через перегородку может диффундировать только водород. Во время процесса поддерживается температура 373 К. Какие давления установятся в обеих частях сосуда? (4,65 МПа; 1,55 МПа)
3. Взвешенные в воздухе мельчайшие пылинки движутся так, как если бы они были очень крупными молекулами. Определите среднюю квадратичную скорость пылинки массой 10-2 г, если температура воздуха 300 К. (1,1·10-9 м/с)
4. Средняя энергия молекул трехатомного идеального газа 2 6,010-21 Дж. Давление газа 20,0105 Па. Найдите число молекул газа в единице объема. (2,3·1026 м -3)
5. Показания барометра на вершине горы «Пик Ленина» на Памире составляет 43% от показания барометра у подножия горы. Оцените высоту этой вершины в предположении, что температура воздуха постоянна и равна 283 К. (6984 м)
6. Определить удельную теплоемкость смеси газов при постоянном объеме, содержащей 5 л водорода и 3 л гелия. Газы находятся при нормальных условиях. (4,53 кДж/(кг·К))
7. Работа расширения некоторого идеального двухатомного газа составляет 2 кДж. Определить количество подведенной к газу теплоты, если процесс протекал: 1) изотермически; 2) изобарно. (2 кДж; 7 кДж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно, термический к.п.д. которого равен 0,6 . Определить работу изотермического сжатия газа, если работа изотермического расширения составляет 240 Дж. (96 Дж)
9. Найдите коэффициент теплопроводности гелия при нормальных у словиях. Эффективный диаметр молекулы гелия 0,20 нм. (38,6 мВт/мК)
10. Найдите изменение энтропии при изобарном расширении азота массой 4 г от объема 5 л до объема 10 л. (2,88 Дж/К)
11. В баллоне объемом 10 л находится 2 моля кислорода при давлении 250 кПа. Критические давление и температура кислорода равны 5,0 МПа и 154 К. Найдите температуру газа по уравнению Ван-дер-Ваальса и по уравнению Менделеева-Клапейрона и сравните полученные значения. (Указание: воспользуйтесь уравнением Ван-дар-Ваальса в относительных переменных.) (153 К; 150 К; 2 
12. Ртуть массой 3 г помещена между двумя параллельными стеклянными пластинками. Определить силу , которую, необходимо приложить, чтобы расплющить каплю до толщины 0,1 мм. Ртуть стекло не смачивает. Плотность ртути 13,6 г/см3, а ее коэффициент поверхностного натяжения 0,5 Н/м. (22 Н)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 8
1. В сосуде вместимостью 5 л при нормальных условиях находится азот. Определить: 1) количество вещества; 2) массу азота; 3) концентрацию n его молекул в сосуде. (0,22 моль; 6,16 г; 26,9·1027 м -3)
2. Какой объем занимает смесь азота массой 1 кг и гелия массой 1 кг при нормальных условиях? (6,42 м 3)
3. Средняя энергия молекулы двухатомного идеального газа 64,010-21 Дж. Давление газа 2 105 Па. Найдите число молекул газа в единице объема. (7,8·1024 м-3)
4. При какой температуре средняя квадратичная скорость атомов гелия станет равна II космической скорости 11,2 км/с? (20,1 кК)
5. При подъеме вертолета на некоторую высоту барометр, находящийся в его кабине, изменил свое показание на 10 кПа. На какой высоте летит вертолет, если на взлетной площадке барометр показывал 90 кПа? Температура 290 К, молярная масса воздуха 29 кг/кмоль. (893 м)
6. Определить удельную теплоемкость смеси кислорода и азота при постоянном давлении, если количество вещества первого компонента равно 2 моль, а количество вещества второго равно 4 моль. (990 Дж/(кг·К))
7. Азот массой 1кг занимает при температуре 300 K объем 0,5 м3. В результате адиабатического сжатия давление газа увеличилось в 3 раза. Определить конечный объем газа. (411 л)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя 600 К, холодильника 300 К. Работа изотермического расширения газа составляет 2 кДж. Определить: 1) термический к.п.д. цикла; 2) количество теплоты, отданное газом при изотермическом сжатии холодильнику. (0,5; 1 кДж)
9. Коэффициент теплопроводности кислорода при температуре 100°С равен 3,2510-2 Вт/(мК). Вычислите коэффициент вязкости кислорода при этой темпер атуре. (50 мкПа·с)
10. Два моля идеального газа сначала изохорно охладили, а затем изобарно расширили так, что температура газа стала равна первоначальной. Найдите приращение энтропии газа, если его конечное давление в 3,3 раза меньше начального. ( 19,8 Дж/К)
11. В сосуде объемом 3 л находится 4 моль углекислого газа при температуре 600 К. Найдите давление газа по уравнению Ван -дар-Ваальса. Постоянные Ван-дер-Ваальса этого газа равны а = 0,367 Н·м4/моль2, b = 4,3·10-5 м3/моль. (2,68 МПа)
12. Капилляр вертикально погружен в воду. Определить радиус кривизны мен иска, если высота столба воды в трубке 20 мм. Плотность воды 1 г/см3, коэффициент поверхностного натяжения 73 мН/м. (0,7 4 мм)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 9
1. В сосуде вместимостью 0,3 л при температуре 290 K находится некоторый газ. На сколько понизится давление газа в сосуде, если из него и з-за утечки выйдет 1019 молекул? (133 Па)
2. В сосуде объемом 0,01 м3 содержится смесь азота массой 7 г и водорода массой 1 г при температуре 280 K. Определить давление смеси газов. (175 кПа)
3. Найдите число молекул водорода, содержащихся в сосуде объемом 1 л, если средняя квадратичная скорость движения молекул 500 м/с, а давление в сосуде 1 кПа. (3,6·10 21)
4. Определить внутреннюю энергию водорода, а также среднюю кинетическую энергию молекулы этого газа при температуре 300 К, если количество вещества этого газа равно 0,5 моль. (3,12 кДж; 10-20 Дж)
5. Определите, во сколько раз уменьшится концентрация частиц пыли в воздухе на высоте 3 м по сравнению с концентрацией у поверхности земли, если масса частицы 10-22 кг. Температура равна 300 К. Силой Архимеда пренебречь. (2,03)
6. В баллоне находятся аргон и азот. Определить удельную теплоемкость смеси этих газов при постоянном объеме, если массовые доли аргона и азота одинаковы и равны 0,5. ( 527 Дж/(кг·К))
7. Азот массой 500 г находящийся под давлением 1 MПа при температуре 127C , подвергли изотермическому расширению, в результате которого давление газа уменьшилось в 3 раза. После этого газ подвергли адиабатическому сжатию до начального давления, а затем он был изобарно сжат до начального объема. Построить график цикла и определить работу, совершенную газом за цикл. (23 кДж)
8. Многоатомный идеальный газ совершает цикл Карно, при этом в процессе адиабатического расширения объем газа увеличивается в 2 раза. Определить термический к.п.д. цикла. (36, 7%)
9. Средняя длина свободного пробега молекул газа при температуре 300 К и давлении 0,1 МПа равна 200 нм. Найдите эффективный диаметр молекулы кислорода. (0,22 нм)
10. В результате нагревания 22 г азота его абсолютная температура увеличилась в 1,2 раза, а энтропия увеличилась на 4,19 Дж/К. Определите теплоемкость газа в данном процессе. (4,16 Дж/К)
11. В баллоне емкостью 1 м3 находятся 2 кмоля газа при температуре 27°С. Какую часть давления газа на стенки баллона составляет внутреннее давление, обусловленное силами притяжения молекул? Постоянные Ван-дер-Ваальса для этого газа равны 6104 Нм4/моль2 и 410-2 м3/моль. (4,6%)
12. Капилляр внутренним радиусом 0,5 мм опущен в жидкость. Определить массу жидкости, поднявшейся в капилляр, если ее коэффициент поверхностного натяжения равен 60 мН/м. (19 мг)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 10
1. В колбе вместимостью 240 см3 находится газ при температуре 290 К и давлении 50 кПа. Определите количество вещества газа (число м олей) и число его молекул. (5 ммоль; 3·1021)
2. Во сколько раз изменится давление в сосуде, заполненным водородом, если 20% молекул диссоциируют на атомы при неизменной температуре? (1,2)
3. Колба вместимостью 4 л содержит некоторый газ массой 0,26 г под давлением 100 кПа. Определите среднюю квадратичную скорость молекул газа. (214 м/с)
4. Кислород массой 1 кг находится при температуре 320 К. Определить: 1) внутреннюю энергию молекул кислорода; 2) среднюю кинетическую энергию вращательного движения молекул кислорода. Газ считать идеальным . (441 кДж; 1,1·10-21 Дж)
5. Закрытая с обоих концов труба длиной 200 м и объемом 200 л установлена вертикально и заполнена кислородом. Давление газа внутри трубы вблизи ее основания 105 Па, температура 300 К. Найдите давление в трубе вблизи ее верхнего конца. ( 97,5 кПа)
6. Смесь газов состоит из хлора и криптона, взятых при одинаковых условиях и в равных объемах. Определить удельную теплоемкость смеси при постоянном давлении. ( 324 Дж/(кг·К))
7. Азот массой 14 г сжимают изотермически при температуре 300 K от давления 100 кПа до 500 кПа. Определить величину работы внешних сил. (2 кДж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Газ получил от нагревателя количество теплоты 3,5 кДж и отдал охладителю 0,7 кДж. Определить: 1) термический к.п.д. цикла; 2) отношение температур нагревателя и холодильника. (0,8; 5)
9. При каком давлении средняя длина свободного пробега молекул азота будет равна 1 мм, если при нормальном давлении она равна 60 нм? Температура одинакова. (6 Па)
10. Найдите приращение энтропии 3 моль идеального газа с показателем адиабаты 1,4, если в результате некоторого процесса объем газа увеличился в 3 раза, а давление уменьшилось в 1,5 раза. (71 Дж/К)
11. Найдите температуру и плотность углекислого газа в критическом состоянии, считая газ ван-дер-ваальсовским. Постоянные Ван -дер-Ваальса для этого газа равны 0,367 Пам6/моль2 и 4,310-5 м3/моль. (341 кг/м 3; 304 К)
12. Широкое колено U – образного манометра имеет диаметр 2 мм, узкое 1 мм. Определить разность уровней ртути в обоих коленах, если коэффициент поверхностного натяжения ртути 0,5 Н/м, плотность ртути 13,6 г/см 3, а краевой угол равен 138. (5,46 мм)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 11
1. Во сколько раз плотность воздуха, заполняющего не отапливаемое помещение осенью при 7°С, больше его плотности ле том при 37°С? Давление газа считать постоянным. (1,07)
2. Во сколько раз изменится давление в сосуде, заполненным водородом, если 60% молекул диссоциируют на атомы при неизменной температуре? (1,6)
3. Смесь гелия и аргона находится при температуре 1,2 кК. Определите средние квадратичные скорости и средние кинетические энергии атомов гелия и аргона. (2735 м/с; 865 м/с; 2,5·10-20 Дж)
4. Азот массой 10 г находится при температуре 290 К. Определить: 1) среднюю кинетическую энергию одной молекулы азота; 2) среднюю кинетическую энергию вращательного движения всех молекул азота. Газ считать идеальным. (3,45·10-23 Дж; 861 Дж)
5. Определите массу столба воздуха, основание которого равно 1 м2, а высота равна высоте Останкинской телебашни, которая составляет 530 м. Температура воздуха 300 К, давление у поверхности земли 105 Па. (598 кг)
6. Вычислить удельные теплоемкости газа, зная, что его молярная масса 28 ·10-3 кг/моль, если отношение теплоемкостей сp/сv = 1,4. (742 Дж/(кг·К)); 1039 Дж/(кг·К))
7. При адиабатическом расширении 2 молей кислорода, находящегося при нормальных условиях, объем увеличился в 3 раза. Определить изменение внутренней энергии газа. (4 кДж)
8. Двухатомный идеальный газ совершает цикл Карно, при этом в процессе адиабатического расширения объем газа увеличивается в 2 раза. Определить термический к.п.д. цикл. (0,24)
9. Средняя длина свободного пробега молекулы углекислого газа при нормальных условиях составляет 40 нм. Найдите число соударений, которые испытывает молекула за 1 с.
10. Воду массой 1 кг нагрели от температуры 10°С до 100°С, при которой она вся превратилась в пар. Найдите приращение энтропии системы. (7,9 кДж/К)
11. Вычислите постоянные Ван -дер-Ваальса для углекислого газа, если его критическая температура 304 К и критическое давление 73 атм. (2,62 Н·м4/моль2; 11,5·10-5 м3/моль)
12. Найдите капиллярное давление внутри мыльного пузырька диаметром 1 мм. Коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора равен 40 мН/м. (320 мПа)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 12
1. В баллоне находится газ при температуре 400 K. До какой температуры надо нагреть газ, чтобы его давление увеличилось в 1,5 раза? (600 К)
2. Во сколько раз изменится давление в сосуде, заполненном азотом, если 40% молекул диссоциируют на атомы при неизменной температуре? (1,4)
3. При какой температуре молекулы кислорода имеют такую же среднюю квадратичную скорость, как молекулы водорода при температуре 100 К? (1600 К)
4. Найдите полную кинетическую энергию 1024 молекул кислорода и давление, которое они оказывают на стенки сосуда, если они занимают объем 10 л при температуре 300 К. (51,75 кДж; 414 кПа)
5. Во сколько раз давление атмосферы на высоте 400 м больше, чем на высоте 2000 м? Примите молярную массу воздуха всюду равной 29 кг/кмоль, температуру неизменной и равной 0°С. (1,22)
6. Трехатомный газ под давлением 120 кПа и при температуре 27C занимает объем 20 л. Определить теплоемкость этого газа при постоянном объеме. (2,4 Дж/К)
7. Кислород массой 40 г, находящийся при температуре 16C, подвергли нагреванию до 40C, в результате которого затрачено 150 кал энергии. При каких условиях нагревался газ? (При постоянном давлении или при постоянном объеме?) (V = const)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно, термический к.п.д. которого равен 0,8. Определить работу изотермического сжатия газа, если работа изотермического расширения составляет 400 Дж. (80 Дж)
9. Сколько столкновений за одну секунду испытывает молекула неона при температуре 600 К и давлении 133 Па, если ее эффективный диаметр 204 пм? (2,3·106 с-1)
10. Найдите приращение энтропии 1 кг льда при его плавлении. Удельная теплота плавления 3,35 кДж/кг. (1,25 кДж/К)
11. Критические давление и температура неона равны 27,3105 Па и 44,5 К. Считая газ ван-дер-ваальсовским, определите по этим данным, постоянные Ван-дер-Ваальса. (0,21 Н·м4/моль2; 1,7·10-5 м3/моль)
12. Масса 100 капель спирта, вытекающего из капилляра, равна 0,71 г. Найдите коэффициент поверхностного натяжения спирта, если диаметр шейки капли в момент отрыва равен 1 мм. (22,6 мН/м)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 13
1. В закрытом сосуде находится 10 кг при давлении 10 7 Н/м2. Найти, какое количество газа взяли из сосуда, если окончательное давление стало равным 2,5·106 Н/м2? (7,5 кг)
2. Во сколько раз изменится давление в сосуде, заполненным кислородом, если 50% молекул диссоциируют на атомы при неизменной температуре? (1,5)
3. Найдите температуру углекислого газа, если средняя энергия вращательного движения одной молекулы равна 1,610-20 Дж. (733 К)
4. Определить среднюю арифметическую скорость молекул газа, если их средняя квадратичная скорость составляет 1 км/c . (8,22 км/с)
5. Вблизи поверхности земли отношение объемной концентрации кислорода и азота в воздухе равно 0,268. Полагая температуру неизменной и равной 273 К, определите отношение концентраций этих газов на высоте 20 км. (0, 225)
6. Разность удельных теплоемкостей ( p v c c ) некоторого двухатомного газа равна 260 Дж/(кгК). Найти его удельную теплоемкость cP . (650 Дж/(кг·К))
7. Какая доля 1 количества теплоты Q, подводимого к идеальному газу при изобарном процессе, расходуется на увеличение внутренней энергии газа и какая доля 2 - на работу расширения? Рассмотреть случай одноатомного газа. (0,6; 0,4)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя 500 К, холодильника 100 К. Работа изотермического расширения газа составляет 2 кДж. Определить: 1) термический к.п.д. цикла; 2) количество те плоты, отданное газом при изотермическом сжатии холодильнику. (0,8; 400 Дж)
9. Коэффициент вязкости углекислого газа при нормальных условиях равен 1,410-5 кг/(мс). Чему равен при этих условиях коэффициент диффузии ? (7,13·10-6 м2/с)
10. Лед массой 1 кг с начальной температурой 0°С в результате нагревания превратили сначала в воду, а затем в пар при температуре 100°С. Найдите приращение энтропии системы. Удельная теплота плавления 334 кДж/кг, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К), удельная теплота парообразования 2,26 МДж/кг. (9520 Дж/К)
11. Критическая температура аргона равна 151 К и критическое давление 4,86 МПа. Считая газ ван-дер-ваальсовским, найдите критический молярный объем а ргона. (96,8 мл/моль)
12. Трубка имеет диаметр 0,2 см. На нижнем конце трубки повисла капля воды, имеющая в момент отрыва вид шарика. Найдите диаметр этой капли. Коэффициент поверхностного натяжения воды равен 73 мН/м. (4,47 мм)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 14
1. В колбе вместимостью 240 см3 находится газ при температуре 290 К и давлении 50 кПа. Определите количество вещества газа (число молей ) и число его молекул. (0,005; 3·10 21)
2. Какой объем занимает смесь газов: азота массой 7 кг и гелия массой 12 кг при нормальных условиях? (73,7 м 3)
3. Взвешенные в воздухе мельчайшие пылинки движутся так, как если бы они были очень крупными молекулами. Определите среднюю квадратичную скорость пылинки массой 10-2 г, если температура воздуха 1200 К. (2,2·10-9 м/с)
4. Определите среднее значение полной кинетической энергии одной молекулы водяного пара при температуре 460 К. (1,27·10-20Дж)
5. На какой высоте над поверхностью земли атмосферное давление в 1,5 раза меньше, чем на поверхности? Температура равна 7°С и не зависит от высоты, средняя молярная масса воздуха всюду равна 29 кг/кмоль. (3,32 км)
6. Определить молярную теплоемкость смеси газов при постоянном объеме, содержащей 5 л водорода и 3 л гелия. Смесь газов находится при нормальных условиях. (17,6 Дж/(моль·К))
7. В баллоне емкостью 1 л находится водород под давлением 10 МПа при температуре 300 К. К газу подводят 140 кДж теплоты. Определите температуру и давление газа после нагревания. (1980 К; 66 МПа)
8. У тепловой машины, работающей по циклу Карно, температура нагреват еля в 1,6 раза больше температуры холодильника . За один цикл машина производит работу 12 кДж. Найдите работу за цикл, затрачиваемую на изотермич еское сжатие рабочего вещества. (20 кДж)
9. Найдите коэффициент диффузии воздуха при нормальном давлении 0,1 МПа и температуре 20°С. Эффективный диаметр молекул воздуха 0,3 нм. Молярная масса воздуха 29 кг/кмоль. (1,56·10-5 м2/с)
10. Идеальный газ в количестве 2 моль сначала изобарно нагрели, так что объем увеличился в 2 раза, а затем изохорно ох ладили, так что давление его уменьшилось в 2 раза. Определить приращение энтропии в ходе указанных процессов. (11,5 Дж/К)
11. В сосуде объемом 3 л находится 1 моль углекислого газа при температуре 300 К. Найдите давление газа по уравнению Ван -дар-Ваальса. Постоянные Ван-дер-Ваальса этого газа равны а = 0,367 Н·м4/моль2, b = 4,3·10-5 м3/моль. На сколько отличается это давление от полученного по уравнению состояния идеального газа? (5,62 МПа; 2,69 МПа)
12. Радиус отверстий решета, покрытого парафином, равен 1 мм. Какой толщины слой воды можно носить в этом решете? Вода не смачивает парафин. Коэффициент поверхностного натяжения воды равен 73 мН/м. (1,5 см)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 15
1. Во сколько раз плотность воздуха, заполняющего помещение зимой при температуре –3°С, больше его плотности летом при температуре 27°С? Давление газа считать постоянным. (1,1)
2. Баллон вместимостью 30 л содержит смесь водорода и гелия при температуре 300 К и давлении 828 кПа. Масса смеси равна 44 г. Определите массу водорода и массу гелия. (15,9 г; 8,1 г)
3. При какой температуре средняя квадратичная скорость атомов аргона станет равна II космической скорости 11,2 км/с? (20,13 кК)
4. Некоторая масса азота находится при температуре 300 К и давлении 100 кПа. Полная кинетическая энергия поступательного движения молекул газа составляет 6,3 Дж. Найдите число молекул газа, его массу и объем. (1,01·1021; 47 мг; 41,8 см3) 5. Считая, что температура и молярная масса воздуха, а также ускорение свободного падения не зависят от высоты, найдите разность высот, на которых плотности воздуха при температуре 0°С отл ичаются в 5,44 раза. (13,5 км)
6. Определить молярную теплоемкость смеси кислорода и азота при постоянном давлении, если количество кислорода равно 2 моль, а количество азота равно 4 моль. (29 кДж/(моль·К))
7. В сосуде емкостью 20 л находится азот под давлением 1 атм. Стенки сосуда могут выдержать давление до 4 атм. Какое максимальное количество теплоты можно сообщить газу? (45 кДж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя равна 470 К, температура холодильника равна 280 К. При изотермическом расширении газ совершает работу 100 Дж. Найдите к.п.д. цикла и количество тепла, которое газ отдает холодильнику при изотермическом сж атии. (0,4; 60 Дж)
9. Коэффициент диффузии кислорода при температуре 0°С равен 0,19 см 2/с. Определите среднюю длину свободного пробега молекул газа. (134 нм)
10. Азот массой 28 г адиабатически расширили в 2 раза, а затем изобарно сжали до первоначального объема. Определить изменение энтропии газа в ходе указанных процессов. (20,2 Дж/К)
11. В баллоне емкостью 1 м3 находятся 2 кмоля газа при температуре 27°С. Какую часть давления газа на стенки баллона составляет внутреннее давление , обусловленное силами притяжения молекул? Постоянные Ван -дер-Ваальса для этого газа равны 6104 Нм4/моль2 и 410-2 м3/моль. (0,46)
12. В воду на малую глубину опущена стеклянная трубка. При этом в трубку
|
| |
| |
| Massimo | Дата: Понедельник, 18.11.2013, 18:16 | Сообщение # 7 |
|
Полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 183
Репутация: 0
Статус: Offline
| Вариант 16
1. Найдите массу воздуха, заполняющего аудиторию высо той 5 м и площадью пола 200 м2. Давление воздуха 100 кПа, температура помещения 290 К. Молярная масса воздуха 0,029 кг/моль. (120 0 кг)
2. Плотность смеси гелия и а зота при нормальных условиях 0,60 г/л. Найдите концентрацию атомов гелия в данной смеси. (1,6·1024 м -3)
3. Найдите число молекул кислорода, содержащихся в сосуде объемом 10 л, если средняя квадратичная скорость движения молекул 500 м/с, а давление в сосуде 100 кПа. (2,25·10 23)
4. Найдите суммарную кинетическую энергию теплового движения вс ех молекул кислорода, занимающих объем 5 л при давлении 21 атм. Колебания не учитывать. (26,25 Дж)
5. Считая, что температура и мол ярная масса воздуха, а также ускорение свободного падения не зависят от высоты, найдите разность высот, на которых объемная концентрация молекул воздуха при температуре 0°С отл ичаются в 2,72 раза. (7,8 км)
6. В баллоне находятся аргон и азот. Определить удельную теплоемкость смеси этих газов при постоянном объеме, если массовые доли аргона и азота одинаковы и равны 0,5. ( 526 Дж/(кг·К))
7. Идеальному одноатомному газу, находящемуся в сосуде объемом 10 л, сообщили количество теплоты 5 кДж. На сколько повысилось давление газа? (3,3 МПа)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Газ получил от нагревателя количество теплоты 5,5 кДж и совершил работу 1,1 кДж. Определить: 1) термический к.п.д. цикла; 2) отношение температур нагревателя и холодильника . (0,2; 1,25)
9. Средняя длина свободного пробега атомов гелия при нормальных условиях равна 180 нм. Найдите коэффициент диффузии гелия. (7,2·10-5 м2/с)
10. Смешали воду массой 5 кг при температуре 280 К, с водой массой 8 кг при температуре 350 К. Найдите изменение энтропии, наблюдающееся при смешивании воды. (303 Дж/К)
11. Найдите температуру и плотность углекислого газа в критическом состоянии, считая газ ван-дер-ваальсовским. Постоянные Ван -дер-Ваальса для этого газа равны 0,367 Пам6/моль2 и 4,310-5 м3/моль. (304 К; 342 кг/м 3)
12. Найдите приращение свободной энергии поверхностного слоя при изотермическом слиянии двух одинаковых капель ртути диаметром 1,5 мм. Коэффициент поверхностного натяжения ртути 0,49 Н/м. (0,89 мкДж) Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 17
1. Всплывающий пузырек воздуха имеет у поверхности объем 3000 мм3. Чему был равен объем этого пузырька на глубине 30 м, где температура воды равна 15°С? Температура воды на поверхности составляет 22°С. Поверхностное натяжение и добавочное давление не учитывать. (743 мм3)
2. В баллоне объемом 7,5 л при температуре 300 К находится смесь идеальных газов: 0,1 моля кислорода, 0,2 моля азота и 0,3 моля углекислого газа. Найдите: а) давление смеси; б) среднюю моля рную массу газа для данной смеси. (0,2 МПа; 36,7 г/моль)
3. Колба вместимостью 4 л содержит некоторый газ массой 0,64 г под давлением 120 кПа. Определите среднюю квадратичную скорость мол екул газа. (1,5 км)
4. Определите среднюю кинетическую энергию поступательного движения и среднее значение полной кинетической энергии (без учета колебаний) молекулы водяного пара при температуре 600 К. (2,48·10-20 Дж; 1,24·10-20 Дж)
5. На какой высоте над поверхностью земли атмосферное давление в 2 раза меньше, чем на поверхности? Температура равна 17°С и не зависит от высоты, средняя молярная масса воздуха всюду равна 29 кг/кмоль. (4,37 км)
6. Смесь газов состоит из хлора и криптона, взятых при одинаковых условиях и в равных объемах. Определить удельную теплоемкость смеси при постоянном давлении. ( 322 Дж/(кг·К))
7. Один моль идеального газа расширяется изотермически при температуре 100 К до объема вдвое большего, чем первоначальный. Определите работу при расширении, изменение внутренней энергии газа и количество поглощенной теплоты. (576 Дж; 0; 576 Дж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя в 4 раза больше температуры холодильника. Какую часть количества тепла, получаемого за один цикл от нагревателя, газ отдает холодильнику? (0,25)
9. Найдите коэффициент теплопроводности гелия при нормальных условиях. Эффективный диаметр молекулы гелия 0,20 нм. (38,6·10-3 Вт/(м·К))
10. Водород массой 100 г был изобарически нагрет так, что его об ъем увеличился в n раз, затем он был изохорически охлажден так, что его давление уменьшилось в n раз. Найти изменение энтропии для n = 3. (456 Дж/К)
11. Вычислите постоянные Ван -дер-Ваальса для углекислого газа, если его критическая температура 304 К и критическое давление 73 атм. (0,361 Н·м4/моль2; 4,28·10-5 м3/моль)
12. Найдите разность уровней воды в двух сообщающихся вертикальных капиллярах, диаметры которых равны 1 мм и 0,2 мм. Смачивание считать полным. Коэффициент поверхностного натяжения воды равен 73 мН/м. (7,9 см)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 18
1. В баллоне вместимостью 25 л находится водород при температуре 290 К. После того, как часть водорода израсходовали, давление в бал лоне понизилось на 0,4 МПа. Определите массу израсходованного водорода. Температура постоянна. (8,3 г)
2. В сосуде вместимостью 0,01 м3 содержится смесь азота массой 7 г и водорода массой 1 г при температуре 280 К. Определите давление смеси га зов. (175 кПа)
3. При какой температуре средняя квадратичная ск орость атомов гелия станет равной первой космической скорости 7,9 км/с? (10 кК)
4. Найдите полную кинетическую энергию 1024 молекул кислорода и давление, которое они оказывают на стенки сосуда, если они занимают объем 10 л при температуре 400 К. (10,4 кДж; 414 кПа)
5. На какой высоте над поверхностью з емли концентрация молекул воздуха в 2 раза меньше, чем на поверхности? Температура равна 7°С и не зависит от высоты, средняя молярная масса воздуха всюду равна 29 кг/кмоль. (5,67 км)
6. Смесь газов состоит из кислорода и аргона, взятых в равных количествах. Определить показатель адиабаты для данной смеси газов . (1,5)
7. При изотермическом расширении 10 г азота, находящегося при 290 К, была совершена работа, равная 860 Дж. Во сколько раз изменилось давление азота при расширении? (2,72)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Работа газа при изотермическом расширении равна 5 Дж. Найдите работу газа при изотермическом сжатии, если к.п.д. цикла равен 20%. (4 Дж)
9. Определите среднюю длину свободного пробега молекул водорода пр и температуре 27°С и нормальном давлении, если при температуре 0°С коэффициент вязкости водорода равен 8,510-5 Па·с. Давление не меняется. (1,87 мкм)
10. Определите, на сколько увеличивается энтропия системы при смешивании 3 кг воды при температуре 293 К и 200 г льда при температуре 268 К. Удельная теплота плавления льда 334 кДж/кг, удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг·К). (35 Дж/К)
11. Критическая температура аргона равна 151 К и критическое давление 4,86 МПа. Считая газ ван-дер-ваальсовским, найдите критический молярный объем аргона. (96,8 см3/моль)
12. Найдите давление в пузырьке воздуха диаметром 4 мкм, который находится в воде на глубине 5 м. Атмосферное давление нормальное, коэффициент поверхностного натяжения воды равен 73 мН/м. (222 кПа)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 19
1. Определить массу воздуха в комнате, если площадь пола 20 м2, а высота потолка 3 м. Воздух находится при нормальных условиях. (77,6 кг)
2. Газ при давлении 0,81 МПа и температуре 285 К занимает объем 855 л. Каким будет давление этой же массы газа при темпера туре 43оС в объеме 800 л? ( 0,972 МПа)
3. Найти среднюю квадратичную скорость молекулы газа, имеющего плотность 1,8 кг/м3 при давлении 1,5 атм. ( 500 м/с)
4. В баллоне объемом 1 л находится азот под давлением 200 кПа. Концентрация молекул составляет 4,3·1025 м-3. Определите кинетическую энергию поступательного движения одной молекулы газа. ( 7·10-21 Дж)
5. Определите, во сколько раз уменьшится концентрация частиц пыли в воздухе на высоте 30 м (10 этаж) по сравнению с концентрацией у пове рхности земли, если масса частицы 10-22 кг. Температура равна 300 К. Силой Архимеда пренебречь. (1214)
6. Молярная теплоемкость газа в некотором процессе постоянна и равна (17/6) R , а отношение теплоемкостей сР /сV 1,4 . Как зависит давление га за от его температуры в этом процессе? ( РТ-2/3= const)
7. Для нагревания некоторого количества газа на 50 C при постоянном давлении необходимо затратить 160 кал. Если это же количество газа охладить на 100C при постоянном объеме, то выделяется 240 кал. Какое число степеней свободы имеют молекулы этого газа? (6)
8. В результате кругового процесса газ совершил работу 1 кДж и передал холодильнику 4,2 кДж. Определить термический к.п.д. цикла. (0,193)
9. Вычислить коэффициент диффузии азота при давлении 100 Па и температуре 300 К. (0,061 м 2/с)
10. В некоторой температурной области энтропия термодинамической системы изменяется с температурой по закону S a bT , где а – константа, b = 5 Дж/К2. Какое количество теплоты получает система при обратимом нагревании в этой области от 290 К до 310 К? ( 30 кДж)
11. Вычислите постоянные в уравнении Ван -дер-Ваальса для азота, если известны критические температура 126 К и давление 3,39 МПа.
(а = 0,136 Нм4/моль2; b = 3,8610-5 м3/моль)
12. Насколько поднимется эфир в капиллярной трубке с ди аметром канала 0,66 мм, если краевой угол на границе соприкосновения стекла, эфира и воздуха равен 20 о? Коэффициент поверхностного натяжения эфира 0,017 Н/м. (1,4 см)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 20
1. Золото можно расплющить до толщины 0 ,1 мкм. Какую поверхность можно покрыть листком золота массой 2 г? ( 1,04 м2)
2. Газ при давлении 6 атм и температуре 20 оС занимает объем 586 л. Найти объем, который будет занимать та же масса газа при температуре 248 К и давлении 0,4 МПа. ( 729 л)
3. Вычислите наиболее вероятную скорость молекул кислорода при температуре 20оС. ( 390 м/с)
4. Средняя квадратичная скорость молекул ацетилена, находящегося в закрытом баллоне, равна 500 м/с. Плотность газа 18 кг/м3. Вычислите энергию поступательного движения одной молекулы. ( 5,4·10-21 Дж)
5. Изменение атмосферного давления на заданной высоте можно найти по барометрической формуле. Определить давление на высоте 10 км, считая что на уровне земли давление составляет 1 атм. Изменение температуры с высотой не учитывать. (25,4 кПа)
6. Идеальный газ сжимается под поршнем так, что уходящая в окружающую среду теплота равна приращению внутренней энергии газа. Отношение теплоемкост и при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме равно 3 . Запишите уравнение состояния для данного процесса. (ТV= const)
7. Азот находится при температуре 27C и давлении 3 атм в сосуде объемом 3 л. В результате нагревания давление газа повысилось до 25 атм. Определить температуру азота после нагревания. (2500 К)
8. Совершая замкнутый процесс, газ получил от нагревателя количество теплоты 4 кДж. Определить работу газа при протекании цикла, если его термический к.п.д. 0,1. ( 400 Дж)
9. При нормальных условиях динамическая вязкость воздуха равна 17,2 мкПа·с. Найти для тех же условий теплопроводность воздуха. (23,4 мВт/(м·К))
10. В результате изохорного нагревания водорода массой 1 г давление увеличилось в 2 раза. Определить изменение энтропии газа. (7,2 Дж/К)
11. В сосуде вместимостью 10 л находится азот массой 0,25 кг. Определить внутреннее давление газа. Постоянные в уравнении состояния Ван -дер-Ваальса а = 0,136 Нм4/моль2; b = 3,8610-5 м3/моль. (108 кПа)
12. Насколько опустится ртуть в капиллярной трубке с диаметром канала 0,66 мм, если краевой угол на границе соприкосновения стекла, ртути и воздуха равен 155 о? Коэффициент поверхностного натяжения ртути 0,47 Н/м. (1,9 см)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 21
1. Определите число молекул углекислого газа, содержащихся в 1 кг. (1,37·1025)
2. Объем газа при давлении 0,72 МПа и температуре 288 К равен 0,6 м 3. При какой температуре та же масса газа займет объем 1,6 м 3, если давление станет 225 кПа? ( 240 К)
3. Вычислите среднюю арифметическую скорость молекул кислорода при температуре 20оС. ( 440 м/с)
4. Средняя квадратичная скорость молекул ацетилена, находящегося в закрытом баллоне, равна 500 м/с. Плотность газа 18 кг/м 3. Вычислите внутреннюю энергию газа, считая его одноатомным, если его масса 7,2 кг. (9·105 Дж)
5. Полагая температуру воздуха и ускорение свободного падения не зависящим от высоты, определить, на какой высоте над уровнем моря плотность воздуха меньше своего значения на уровне моря в 2 раза. ( 5,5 км)
6. Определите показатель адиабаты для смеси газов, содержащей 10 г гелия и 4 г водорода. ( 1,51)
7. Азот находится при температуре 27C и давлении 3 атм в сосуде объемом 3 л. В результате нагревания давление газа повысилось до 25 атм. Определить количество сообщенного азоту тепла. (16,3 кДж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура холодильника составляет 290 К. Во сколько раз увеличится к.п.д. цикла, если температура нагревателя повысится от 400 К до 600 К? ( 1,88)
9. Вычислить теплопроводность гелия при нормальных условиях. (38,6 мВт/(м·К))
10. Найти изменение энтропии при изобарном расширении азота массой 4 г от объема 5 л до объема 9 л. (2,43 Дж/К)
11. В сосуде вместимостью 10 л находится азот массой 0,25 кг. Определить собственный объем молекул газа. Пос тоянные в уравнении состояния Ван -дер-Ваальса а = 0,136 Нм4/моль2; b = 3,8610-5 м3/моль. (86,2 см3)
12. Внутренние диаметры правого и левого колен U-образной капиллярной трубки соответственно равны 1 и 0,2 мм. Найти разность уровней налитой в трубку воды. Коэффициент поверхностного натяжения воды 0,072 Н/м. (12 см)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 22
1. Определите число молекул полностью диссоциированного азота, содержащихся в 1 г. ( 4,3·1022)
2. Газ при давлении 32 кПа и температуре 290 К занимает объем 87 л. Найти объем газа при нормальных условиях. (26,2 л)
3. Вычислите среднюю квадратичную скорость молекул кислорода при температуре 20оС. ( 478 м/с)
4. Средняя квадратичная скорость молекул ацетилена, находящегося в закрытом баллоне, равна 500 м/с. Плотность газа 18 кг/м 3. Вычислите давление газа, считая его одноатомным, если его масса 7,2 кг. (1,5·106 Па)
5. Считая атмосферу изотермической, а ускорение свободного падения не зависящим от высоты, вычислить давление на высоте 5 км. Расчет произвести для температуры 293 К и давления 100 кПа. (56 кПа)
6. Разность удельных теплоемкостей ( p v c c ) некоторого двухатомного газа равна 260 Дж/(кгК). Найти его удельную теплоемкость cР . (910 Дж/(кг·К))
7. Азот массой 14 г сжимают изотермиче ски при температуре 300 K от давления 100 кПа до 500 кПа. Определить количество выделившейся теплоты. (2 кДж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура холодильника в три раза меньше температуры нагревателя, который передает газу 42 кДж теплоты. Какую работу совершил газ? (28 кДж)
9. Коэффициент диффузии кислорода при 273 К равна 0,19 см 2/с. Определить среднюю длину свободного пробега мо лекул кислорода. (135 нм)
10. Кусок льда массой 0,2 кг, взятый при температуре -10оС, был нагрет до температуры 0оС и расплавлен, после чего образовавшаяся вода была нагрета до температуры 10оС. Определить общее изменени е энтропии в ходе указанных процессов. (291 Дж/К)
11. В сосуде вместимостью 0,3 л находится углекислый газ, содержащий количество вещества 1 моль п ри температуре 300 К. Определите давление газа, считая его реальным газом. Постоянные Ван -дер-Ваальса для углекислого газа равны а = 0,361 Нм4/моль2; b = 4,2810-5 м3/моль. (5,67 МПа)
12. Внутренние диаметры правого и левого колен U-образной капиллярной трубки соответственно равны 1 и 0,2 мм. Чему равно значение коэффициента поверхностного натяжения насыщенного раствора медного купороса, если разность уровней для него в данной трубке равно 10,5 см. (74 мН/м)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 23
1. Сколько частиц находится в 2 г наполовину диссоциированного кислорода? (2,82·1022)
2. Электрическую лампу при ее изготовлении заполняют азотом при давлении 50,65 кПа при температуре 288 К. Какова температура во включенной горящей лампе, если давление в ней повысилось до 0,11 МПа? ( 633 К)
3. При какой температуре возду ха средние скорости молекул азота и кислорода отличаются на 30 м/с? (288 К)
4. В баллоне объемом 1 л находится азот под давлением 200 кПа. Концентрация молекул составляет 4,3·1025 м-3. Определите кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы газа. (4,7·10-21 Дж)
5. Считая атмосферу изотермической, а ускорение свободного падения не зависящим от высоты, вычислить давление в шахте на глубине 2 км. Расчет произвести для температуры 293 К и давления 100 кПа. (126 кПа)
6. Смесь газов состоит из аргона и азота, взятых при одинаковых условиях и в одинаковых объемах. Определите показатель адиабаты данной смеси. (1,5)
7. При адиабатическом расширении 2 мол ей кислорода, находящегося при нормальных условиях, объем увеличился в 3 раза. Определить работу расширения газа. (4034 Дж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. 2/3 количества те плоты, полученного от нагревателя, газ отдает охладителю. Определить к.п.д. цикла. (0,33)
9. Вычислить коэффициент диффузии азота при нормальных условиях. (90·10 -5 м2/с)
10. Найти приращение энтропии 132 г углекислого газа в процессе, в результате которого его динамическая вязкость уменьшилась в 2 раза, а число ударов молекул в расчете на 1 см2 стенки сосуда за 1 с уменьшилось в 4 раза. (86,5 Дж/К)
11. В сосуде вместимостью 8 л находится кислород массой 300 г при температуре 300 К. Определите отношение внутреннего давления к давлению газа, считая его реальным газом. Постоянные Ван -дер-Ваальса для кислорода: а = 0,136 Нм4/моль2; b= 3,1710-5 м3/моль. (0,066)
12. При измерении поверхностного натяжения спирта использовалась капилляр ная трубка с диаметром канала 0,15 мм. Спирт поднялся в ней при температуре 293 К на высоту 7,6 см. Чему равен коэффициент поверхностного натяжения спирта по результатам опыта? (22 мН/м)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 24
1. Вычислить среднее расстояние между молекулами идеального газа при нормальных условиях. ( 3,3·10- 9)
2. Манометр на баллоне с кислородом показывает давление 2,3 атм в помещении с температурой 24оС. Когда баллон вынесли на улицу, где температура была –12оС, манометр показал 1,9 атм. Определите, не было ли утечки газа за время между двумя измерениями давления? ( Нет)
3. Найдите температуру, при которой средняя квадратичная скорость молекул азота больше средней скорости на 50 м/с. (454 К)
4. В баллоне объемом 1 л находится азот под давлением 200 кПа. Концентрация молекул составляет 4,3·1025 м-3. Определите полную кинетическую энергию одной молекулы газа. (11,7·10-21 Дж)
5. Полагая температуру воздуха и ускорение свободного падения не зависящим от высоты, определить, на какой высоте над уровнем моря плотность воздуха меньше своего значения на уровне моря в 2,72 раза. ( 8 км)
6. Определите удельную теплоемкость частично диссоциированного водорода при постоянном объеме. Степень диссоциации газообразного водорода составляет 0,6. ( 13,3 кДж/(кг·К))
7. Кислород массой 16 г, находящийся при температуре 370 К, подвергли адиабатическому расширению, в результате которого его давление уменьшилось в 4 раза. В результате последующего изотермического процесса газ сжимается до первоначального давления. Определить количество теплоты, отданное газом . (3186 Дж)
8. Многоатомный идеальный газ совершает цикл Карно, при этом в процессе адиабатического расширения объем газа увеличивается в 27 раз. Определить термический к.п.д. цикла. (0,67)
9. Найти среднюю длину свободного пробега молекул азота при условии, что его динамическая вязкость 17 мкПа·с. (90 пм)
10. Найти приращение энтропии 64 г газообразного кислорода в процессе, в результате которого его теплопроводность возросла в 2 раза, а коэффициент диффузии остался неизменным. (46 Дж/К)
11. 1 моль углекислого газа находится в критическом состоянии. При изобарном нагревании газа его объем увеличился в 2 раза. Определить, на сколько изменилась температура, если критическая температура составляет 304 К. (28 К)
12. Внутренние диаметры правого и левого колен U-образной капиллярной трубки соответственно равны 1 и 0,2 мм. Найти разность уровней налито го в трубку керосина. Коэффициент поверхностного натяжения керосина 0,024 Н/м. (4,9 см)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 25
1. Определите массу одной молекулы углекислого газа. (7,3·10-26 кг)
2. Газ при температуре 300 К занимает объем 250 см 3. Какой объем займет та же масса газа, если температура повысится до 324 К? Давление считать постоянным. ( 270 см3)
3. При какой температуре воздуха средние квадратичные скорости молекул азота и кислорода отличаются на 30 м/с? ( 244 К)
4. В баллоне объемом 1 л находится азот под давлением 200 кПа. Концентрация молекул составляет 4,3·1025 м-3. Определите суммарную энергию всех молекул газа. (300 Дж)
5. Изменение атмосферного давления на заданной высоте можно найти по барометрической формуле. Определить давление на высоте 22 км, считая что на уровне земли давление составляет 1 атм. Изменение температуры с высотой не учитывать. ( 4,8 кПа)
6. Определите удельную теплоемкость частично диссоциированного вод орода при постоянном давлении. Степень диссоциации газообразного водорода составляет 0,6. ( 20,9 кДж/(кг·К))
7. Какая доля 1 количества теплоты Q , подводимого к идеальному трехатомному газу при изобарном процессе, расходуется на увеличение внутренней энергии газа и какая доля 2 - на работу расширения? (0,75; 0,25)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. 2/3 количества теплоты, полученного от нагревателя, газ отдает охладителю, температура которого 280 К. Определить температуру нагревателя. (420 К)
9. Найти динамическую вязкость гелия при нормальных условиях, если коэффициент диффузии при тех же условиях равен 1,06·10 -4 м2/с. (19 мкПа·с)
10. Кислород массой 2 кг увеличил свой объем в 5 раз один раз изотермически, другой – адиабатно. Найти изменение энтропии в каждом из указанных процессов. (836 Дж/К; 0)
11. В цилиндре под поршнем находится хлор массой 20 г. Определ ите изменение внутренней энергии газа, считая его реальным, при изотермическом расширении его от 200 см3 до 500 см3. Постоянные Ван-дер-Ваальса для хлора: а = 0,65 Нм4/моль2; b
= 5,6210-5 м3/моль. (154 Дж)
12. Диаметр канала капиллярной трубки 0,2 мм. Вычислить, на сколько поднимется в трубке керосин. По полученным данным оценить потенциальную энергию поднятого столба жидкости. Коэффициент поверхностного натяжения керосина 0,024 Н/м, плотность керосина 800 кг/м3. ( 6 см; 460 нДж)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 26
1. Сравните массы молекул углекислого газа и кислорода. (1,375)
2. В вентиляционную трубу жилого дома поступает нару жный воздух при температуре -26оС. Какой объем займет каждый кубический метр наружного воздуха, когда он поступит в комнату и нагреется до 23оС? (1,2 м3)
3. При какой температуре воздуха наиболее вероятные скорости молекул азота и кислорода отличаются на 30 м/с? ( 367 К)
4. Определите среднюю кинетическую энергию вращательного движения молекулы водяного пара при температуре 600 К. (0,82·10-20 Дж)
5. Считая атмосферу изотермической, а ускорение свободного падения не зависящим от высоты, вычислить давление на высоте 10 км. Расчет произвести для температуры 293 К и давления 100 кПа. ( 31 кПа)
6. Определите показатель адиабаты частично диссоциирова нного газообразного азота, степень диссоциации которого составляет 0,4. (1,42)
7. 1 кмоль азота, находящего ся при нормальных условиях, расширяется адиабатически, увеличиваясь в объеме в 5 раз. Найти изменение внутренней энергии газа и определить работу, совершенную газом при расширении. (2,69 МДж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Работа изотермического расширения газа равна 5 Дж. Определите работу изотермического сжатия, если термический к.п.д. цикла равен 0,2. (4 Дж)
9. Найти среднее число столкновений, испытываемых в течение 1 с молекулой кислорода при нормальных условиях. (3,7·109 с-1)
10. В некоторой температурной обл асти энтропия термодинамической системы изменяется с температурой по закону S a bT , где а – константа, b = 10 Дж/К2. Какое количество теплоты получает система при обратимом нагревании в этой области от 290 К до 310 К? ( 60 кДж)
11. В сосуде вместимостью 8 л находится кислород массой 300 г при температуре 300 К. Определите какую часть вместимости сосуда составляет собственный объем молекул газа. Постоянные Ван-дер-Ваальса для кислорода: а = 0,136 Нм4/моль2; b =
3,1710-5 м3/моль. (0,91%)
12. Каким диаметром должен обладать мыльный пузырь, чтобы добавочное давление на его поверхности было равно 200 Па? Коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора равен 40 мН/м. (1,6 мм)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 27
1. Сколько молекул находится в 1 см3 воды? (3,33·1022 см-3) 2. Газ занимал объем 12,32 л. Его охладили при постоянном давлении на 45 оС и объем его стал равен 10,52 л. Какова была перво начальная температура газа? ( 308 К)
3. Найдите температуру, при которой средняя ква дратичная скорость молекул азота больше средней скорости на 30 м/с. ( 163 К)
4. Определите полную кинетическую энергию молекулы водяного пара при температуре 600 К. (2,48·10-20 Дж)
5. Вблизи поверхности земли отношение объемных концентраций кислорода и азота в воздухе равно 0,268. Считая температуру атмосферы не зависящей от высоты и равной 273 К, определите аналогичное отношение на высоте 10 км. (0,226)
6. Разность удельных теплоемкостей ( p v c c ) некоторого двухатомного газа равна 260 Дж/(кгК). Найти его удельную теплоемкость cV . (650 Дж/(кг·К))
7. В цилиндре при температуре 20 оС находится 2 кг воздуха при давлении 980 кПа. Определите работу воздуха при его изобарном нагревании на 100 оС. (57 кДж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Работа изотермического расширения газа равна 100 Дж. Определите работу изотермического сжатия, если термический к.п.д. цикла равен 0,404. (59,6 Дж)
9. Определить плотность разреженного водорода, если средняя длина свободного пробега молекул равна 1 см. (954 мкг/м 3)
10. Водород в количестве 6 моль находится под давлением 1 МПа и температуре 300 К. При изохорном нагревании давлении возросло на 1,5 МПа. Определите изменение энтропии. (114 Дж/К)
11. Давление кислорода равно 7 МПа, его плотность 100 кг/м 3. Найдите температуру кислорода, считая его реальным газом. Постоянные Ван -дер-Ваальса для кислорода: а = 0,136 Нм4/моль2; b = 3,1710-5 м3/моль. (287 К)
12. Каков внутренний диаметр стеклянной трубки, если искривленная поверхность воды в ней создает добавочное давление 320 Па? Краевой угол равен 30 о. Коэффициент поверхностного натяжения воды равен 72 мН/м. (0,78 мм)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 28
1. Определить число молекул аргона в 1 м 3 при нормальных условиях. (26,9·10 21 м-3)
2. В сосуде находится газ под давлением 6 атм. Какое установится давление, если из сосуда выпустить 3/8 содержащегося там газа? Температуру считать постоянной. (0,38 МПа)
3. Найдите температуру, при которой средняя квадратичная скорость молекул азота больше средней скорости на 40 м/с. ( 291 К)
4. Средняя энергия молекул одноатомного идеального газа составляет 6·10 -21 Дж. Давление газа 200 кПа. Найти число молекул газа в единице объема. (5·1025 м-3)
5. Изменение атмосферного давления на заданной высоте можно найти по барометрической формуле. Определить давление на высоте 2 км, считая , что на уровне земли давление составляет 1 атм. Изменение температуры с высотой не учитывать. ( 77 кПа)
6. Определите степень диссоциации газообразного хлора, если показатель адиабаты такого частично диссоциированного газа составляет 1,55. (0,725)
7. Кислород массой 32 г находится в закрытом сосуде под давлением 0,1 MПа при температуре 290 K. После нагревания давление в сосуде повысилось в 4 раза. Определить количество теплоты, сообщенное газу. (18 кДж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя равна 470 К, температура охладителя равна 280 К. Определите термический к.п.д. цикла. (0,404)
9. Можно ли считать вакуум с давлением 100 мкПа высоки м, если он создан в колбе диаметром 20 см, содержащей азот при температуре 280 К? Для этого определите длину свободного пробега молекул. (60 м)
10. Кислород массой 80 г изохорно нагрели от 300 К до 400 К. Определите изменение энтропии в этом процессе. (14,9 Дж/К)
11. Кислород массой 8 г занимает объем 20 см 3 при температуре 300 К. Определите внутреннюю энергию кислорода, считая его реальным газом. Постоянные Ван-дер-Ваальса для кислорода: а = 0,136 Нм4/моль2; b = 3,1710-5 м3/моль. (1,13 кДж)
12. Найти значение добавочного (лапласовского) давления, создаваемого криволинейной поверхностью, внутри воздушного пузырька диаметром 18 мм, находящегося под водой. Коэффициент поверхностного натяжения воды составляет 72 мН/м. (16 Па)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 29
1. В сосуде вместимостью 200 см3 находится газ при температуре 300 К и давлении 1 МПа. Определите количество вещества газа (число молей ) и число его молекул. (0,08 моль; 48,3·1021 м-3)
2. Резиновая камера содержит воздух при давлении 780 мм.рт.ст. Камеру изотермически сжимают так, что ее объем уменьшается на 2/5 первоначальной величины. Определите окончательное давление воздуха в камере. (175 кПа)
3. Азот находится в равновесном состоянии при температуре 421 К. Определите наиболее вероятную скорость молекул. (500 м/с)
4. Определите полную кинетическую энергию всех молекул киломоля водяного пара при температуре 600 К. (7,48·106 Дж)
5. Закрытая с обоих концов труба длиной 200 м и объемом 200 л установлена вертикально и заполнена кислородом. Давление газа внутри трубы вблизи ее основания 105 Па, температура 300 К. Найдите давление в трубе вблизи ее верхнего конца. (254 г)
6. При адиабатном сжатии газа его объем уменьшился в 10 раз, а давление увеличилось в 21,4 раза. Определить показатель адиабаты. (1,33)
7. Кислород массой 16 г, находящийся при температуре 3 840 К, подвергли адиабатическому расширению, в результате которого его давление уменьшилось в 4 раза. В результате последующего изотермического процесса газ сжимается до первоначального давления. Определить приращение внутренней энергии газа . (39,6 кДж)
8. Многоатомный идеальный газ совершает цикл Карно, при этом в процессе адиабатического расширения объем газа увеличивается в 64 раза. Определить термический к.п.д. цикла. ( 0,75)
9. Баллон вместимостью 10 л содержит водород массой 1 г. Определить среднюю длину свободного пробега молекул. (95,4 нм)
10. В некоторой температурной области энтропия термодинамической системы изменяется с температурой по закону S a b2T , где а – константа, b = 5 Дж/К2.Какое количество теплоты получает система п ри обратимом нагревании в этой области от 290 К до 310 К? (150 кДж)
11. Во сколько раз концентрация молекул азота в критическом состоянии больше концентрации молекул при нормальных условиях. Постоянные в уравнении состояния Ван-дер-Ваальса а = 0,136 Нм4/моль2; b = 3,8610-5 м3/моль. (193)
12. Внутренние диаметры правого и левого колен U-образной капиллярной трубки соответственно равны 1 и 0,2 мм. Найти разн ость уровней налитой в трубку ртути. Коэффициент поверхностного натяжения ртути 0,47 Н/м. (5,6 см)
Индивидуальная работа № 3 по физике по теме «Молекулярная физика и термодинамика» 2 семестр
Вариант 30
1. Определите число молекул углекислого газа, содержащихся в 1 м 3 при нормальных условиях. (26,9·10 21 м-3)
2. Сосуд объемом 12 л, содержащий газ при давлении 400 кПа, соединяют с другим сосудом объемом 3 л, из которого предварительно откачали воздух. Определите установившееся давление в сосудах, если процесс считать изотермическим. ( 320 кПа)
3. Средняя кинетическая энергия молекул гелия равна 3,92·10 -21 Дж. Определить среднюю скорость молекул гелия при тех же условиях. (1 км/с)
4. Определите внутреннюю энергию 18 кг водяного пара при температуре 200 К. (2,49·106 Дж)
5. Определите, во сколько раз уменьшится концентрация частиц пыли в воздухе на высоте 3 м (1 этаж) по сравнению с концентрацией у поверхности земли, если масса частицы 10-22 кг. Температура равна 300 К. Силой Архимеда пренебречь. (2,03)
6. Определить удельную теплоемкость смеси газов при постоянном давлении содержащей 3 л водорода и 5 л гелия. Смесь находится при нормальных условиях. (17,6 кДж/(кг·К))
7. Углекислый газ массой 440 г находится в закрытом сосуде под давлением 0,1 MПа при температуре 290 K. После нагревания давление в сосуде повысилось в 4 раза. Определить количество теплоты, сообщенное газу. (217 кДж)
7. Кислород массой 16 г, находящийся при температуре 370 К, подвергли адиабатическому расширению, в результате которого его давление уменьшилось в 4 раза. В результате последующего изотермичес кого процесса газ сжимается до
первоначального давления. Определить количество теплоты, отданное газом . (3186 Дж)
8. Идеальный газ совершает цикл Карно, термический к.п.д. которого равен 0,4. Определить работу изотермического сжатия газа, если работа изотермического расширения составляет 400 Дж. (240 Дж)
9. При каком давлении средняя длина свободного пробега молекул азота равна 1 м, если температура газа равна 300 К? (6,45 мПа)
10. Водород массой 100 г был изобарически нагрет так, что его объ ем увеличился в 3 раза, затем он был изохорически охлажден так, что его давление уменьшилось в 3 раза. Найти изменение энтропии в ходе указанных процессов . (457 Дж/К)
11. Найти критический объем воды массой 1 г. Постоянные в уравнении состояния Ван-дер-Ваальса для воды а = 0,545 Нм4/моль2; b = 3,0410-5 м3/моль. (5 см3)
12. Найти значение добавочного (лапласовского) давления, создаваемого поверхностью мыльного пузыря диаметром 20 мм. Коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора равен 40 мН/м. (16 Па)
|
| |
| |
| Massimo | Дата: Понедельник, 18.11.2013, 18:17 | Сообщение # 8 |
|
Полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 183
Репутация: 0
Статус: Offline
| Электростатика и постоянный ток
ВАРИАНТ 1
1. Расстояние между свободными точечными зарядами –80 нКл и 720 нКл равно 60 см. Определить точку на прямой, проходящей через заряды, в которой нужно поместить третий заряд, чтобы система з арядов находилась в равновесии. Определить величину и знак заряда. Устойчивое или неустойчивое будет равновесие?
2. Два точечных заряда 1 нКл и 2 нКл находятся в керосине на расстоянии 10 см . Определить напряженность поля, созданного этими зарядами в точке, находящейся в 6 см от первого заряда и 8 см от второго.
3. Тонкое кольцо радиусом 5 см несет равномерно распределенный заряд. Найти линейную плотность этого заряда, если напряженность электрического поля в точке, равноудаленной от всех точек кольца на расстояние 10 см равна 2,71 к В/м.
4. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 1 и 2. Требуется: 1) используя теорему Остроградского-Гаусса: найти зависимость Е® напряженности электрического поля от
расстояния для трех областей: I, II и III. Принять 1 = – 2, 2 = ; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной
от оси цилиндров на расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 50 нКл/м2, r = 1,5R; 3) построить график E®.
5. Найти отношение скоростей ионов Са ++ и Na+, прошедших одинаковую разность потенциалов.
6. Два конденсатора 2 мкФ и 5 мкФ, соединенные между собой параллельно, подключили к батарее с ЭДС 2 В. Чему равен заряд каждого конденсатора?
7. Шар радиусом 1 м заряжен до потенциала 30 кВ. Найти энергию заряженног о шара.
8. Внутреннее сопротивление гальванометра 680 Ом. Как и какое сопротивление нужно подключить к нему, чтобы можно было измерить ток силой 2,5 А? Шкала гальванометра рассчитана на 300 мкА.
9.Сила тока в проводнике сопротивлением 10 Oм за 50 с равномерно нарастает от 5 А до 10 А. Определить количество теплоты, выделившееся за это время в проводнике.
10. Два источника тока с ЭДС 8 B и 6 В и внутренними сопротивлениями 2 Ом и 1,5 Ом и реостат сопротивлением 10 Ом соединены, как показано на рисунке. Вычислить силу тока, текущего через реостат.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 2
1. Два точечных заряда –10-8 Кл и 1,5·10-8Кл расположены на расстоянии 10 см друг от друга. Найдите силу, действующую на точечный заряд 10 Кл, помещенный на прямой , соединяющей заряды, на расстоянии 2 см от второго заряда между зарядами.
2. Поле образовано диполем с электрическим моментом 5·10-11 Кл.м. Определить потенциалы двух точек поля, расположенных симметрично относительно диполя на его оси на расстоянии 10 см от центра диполя.
3. Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом 10 см. Он заряжен с линейной плотностью 300 нКл/м. Определить напряженность электрического поля в точке, расположенной на оси кольца на расстоянии 20 см от его центра.
4. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 3R равномерно распределены заряды с поверхностными
плотностями 1 и 2. Требуется: 1 ) используя теорему Остроградского-Гаусса: найти зависимость Е® напряженности электрического поля от расстояния для трех областей: I, II и III. Принять 1 = –3, 2 = 2; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от оси цилиндров на расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 100 нКл/м2, r = 4R; 3) построить график E®.
5. Электрическое поле создано заряженным проводящим шаром, потенциал которого равен 300 В. Определить работу сил поля по перемещению заряда 0,2 мкКл из точки на поверхности шара в точку, удаленную от поверхности на расстояние равное двум
радиусам.
6. При разности потенциалов 900 В в середине между обкладками плоского горизонтального конденсатора в равновесии находилась пылинка. Расстояние между обкладками конденсатора 10 мм. При уменьшении напряжения пылинка начала падать и через 0,5 с достигла нижней обкладки. Определить разность потенциалов во втором случае.
7. Сплошной стеклянный шар радиусом 10 см заряжен равномерно по объему с объемной плотностью 10 нКл/м 3. Определить энергию электрического поля, сосредоточенную в самом шаре, и энергию вне его.
8. Сила тока в проводнике 5 А. Определите плотность тока, если проводник железный имеет сопротивление 200 Ом и длину 20 м.
9. За 20 с при равномерно возраставшей силе тока от нуля до некоторого максимума в проводнике сопротивлением 5 Oм выделилось 4 кДж теплоты. Определить скорость нарастания силы тока.
10. Три источника тока с ЭДС 10 В, 25 В и 5 В совместно с сопротивлениями 100 Ом, 20 Ом и 40 Ом соединены, как по казано на
рисунке. Определите ток, протекающий через первое сопротивление. Внутренним сопротивлением источников и сопротивлением соединительных проводов пренебречь.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 3
1. Три одинаковых заряда по 1 нКл каждый расположены в вершинах равностороннего треугольника. Какой отрицательный заряд нужно поместить в центре треугольника, чтобы его притяжение уравновесило силы взаимного отталкивания зарядов? Будет ли это равновесие устойчивым?
2. В центре сферы радиусом 20 см находится точечный заряд 10 нКл. Определить поток вектора электрического смещения через часть сферической поверхности площадь которой составляет 20 см2.
3. Тонкий длинный стержень равномерно заряжен с линейной плотностью 1.5 нКл/см. На продолжении оси стержня на расстоянии 12 см от его конца находится точечный заряд 0,2 мкКл. Определить силу взаимодействия заряженного стержня и точечного заряда.
4. Две параллельные заряженные плоскости, поверхностные плотности заряда которых 2 мкКл/м2 и –0,8 мкКл/м2, находятся на расстоянии 0,6 см друг от друга. Определить , используя теорему Гаусса напряженность электрического поля между плоскостями и
разность потенциалов между плоскостями.
5. Электрон, обладающий кинетической энергией 5 эВ, влетел в однородное электрическое поле в направлении силовых линий поля. Какой скоростью будет обладать электрон, пройдя в этом поле разность потенциалов 2 В ? Заряд электрона 1,6.10-19 Кл, масса электрона 9,1.10-31 кг.
6. К батарее с ЭДС 300 В подключены два плоских конденсатора емкостью 2 п Ф и 3 пФ. Определить заряд и напряжение на пластинах конденсаторов при их последовательном соединении.
7. Эбонитовый шар равномерно заряжен по объему. Во сколько раз энергия электрического поля вне шара превосходит энергию поля, с осредоточенную в шаре?
8. Вычислить сопротивление графитового проводника при температуре 100 оС, изготовленного в виде цилиндра высотой 20 см и радиус ом 12 мм.
9. Сила тока в проводнике сопротивлением 10 Ом изменяется со временем по закону I I e t 0 , где I0=20 A, =102 c-1. Определить количество теплоты, выделившееся в проводнике за 0,01 с.
10. Два источника тока с ЭДС 18 B и 36 В, и внутренними сопротивлениями 20 Ом и 14 Ом соответственно соединены с резистором сопротивлением 100 Ом как показано на рисунке. Вычислить силу тока, текущего через первый источник. Сопротивлением соединительных проводов пренебречь.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 4
1. В вершинах квадрата находятся одинаковые точечные заряды по 0,3 нКл каждый. Какой отрицательный заряд нужно поместить в центре квадрата, чтобы сила взаимного отталкивания положительных зарядов была уравновешена силой притяжения отрицательного заряда?
2. Две параллельные плоскости заряжены с поверхностной плотностью зарядов –0,5.10-6 Кл/м2 и 1,5.10-6 Кл/м2. Определить напряженность поля: а) между плоскостями; б) вне плоскостей. Решение пояснить рисунком. Построить график E®.
3. Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом 10 см. Он равномерно заряжен с линейной плотностью заряда 800 нКл/м. Определить потенциал в точке, расположенной на оси кольца на расстоянии 10 см от его центра.
4. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 1 и 2. Требуется: 1) используя теорему Остроградского-Гаусса: найти зависимость Е® напряженности электрического поля от расстоя ния для трех областей: I, II и III. Принять 1 = , 2 = –4 ; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от оси цилиндров на
расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять =50 нКл/м2, r = 1,5R; 3) построить график E®.
5. Электрическое поле образовано бесконечно длинной нитью, заряженной с линейной плотностью 20 нКл/м. Определить разность потенциалов двух точек поля, отстоящих от нити на расстоянии 8 см и 12 см и работу поля по перемещению точечного заряда 5 нКл
из первой точки во вторую.
6. Плоский конденсатор с площадью пластин 200 см2 каждая заряжен до разности потенциалов 2 кВ. Расстояние между пластинами 2 см Диэлектрик – стекло, диэлектрическая проницаемость которого равна 7. Определить электроемкость конденсатора и величину заряда на его обкладках .
7. Шар с диэлектрической проницаемостью материала равной 2 и радиусом 10 см заряжен равномерно с объемной плотностью 10 -6 Кл/м3. Найти энергию электрического поля сосредоточенную внутри шара.
8. Вычислить сопротивление графитового проводника при комнатной температуре, изготовленного в виде прямого кругового усеченного конуса высотой 20 см и радиусами оснований 12 мм и 8 мм.
9. Сила тока в проводнике изменяется со временем по закону I I t 0 sin . Найти количество теплоты, проходящей через поперечное сечение пр оводника за время, равное половине периода , если максимальная сила тока 10 A, сопротивление проводника 10 Ом, циклическая частота 50 с-1.
10. Два источника тока с ЭДС 18 B и 20 В, и внутренними сопротивлениями 20 Ом и 14 Ом соединены с ре зистором сопротивлением
100 Ом как показано на рисунке. Вычислить силу тока, текущего через вторую ЭДС. Сопротивлением соединительных проводов пренебречь.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 5
1. Два одинаковых проводящих заряженных шара находятся на ра сстоянии 60 см. Сила отталкивания шаров равна 70 мкН. После того как шары привели в соприкосновение и удалили друг от друга на прежнее расстояние, сила отталкивания возросла и стала
равной 160 мкН. Вычислить заряды, которые были на шарах до их с оприкосновения. Диаметр шаров считать много меньшим ра сстояния между ними.
2. Поле образовано бесконечной равномерно заряженной плоскостью с по верхностной плотностью заряда 40 нКл/м2. Определить разность потенциалов двух точек поля, отстоящих от плоскости на 15 см и 20 см.
3. Длинная прямая проволока несет р авномерно распределенный заряд. Вычислить линейную плотность заряда, если напряженность поля на расстоянии 0,5 м от проволоки против ее середины 2 В/см.
4. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 1 и 2. Требуется: 1 ) используя теорему Остроградского-Гаусса: найти зависимость Е® напряженности электрического поля от
расстояния для трех областей: I, II и III. Принять 1 = 2, 2= -; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной
от оси цилиндров на расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 50 нКл/м2, r = 2,5R; 3) построить график E®.
5. Электрическое поле создано равномерно заряженной сферой радиуса 20 см. Какова поверхностная плотность заряда на поверхности сферы, если ее заряд 5 .10-6 Кл. Какую работу надо совершить, чтобы переместить точечный заряд 1 нКл из точки, находящейся в 20 см от поверхности сферы, до самой поверхности?
6. Конденсатор емкостью 10 мкФ заряжен до напряжения 10 В. Определить заряд на обкладках этого конденсатора после того, как параллельно ему был подключен другой, незаряженный, конденсатор емкостью 20 мкФ.
7. Электрическое поле создано равномерно заряженной плоскостью площадью в 5 м2 с поверхностной плотностью заряда 6·10-5 Кл/м2. Чему равна энергия электрического поля вблизи плоскости на расстоянии 5 см от нее и на большом удалении, составляющем 5
км?
8. Плотность тока в медном проводнике равна 6 А/мм 2. Найти напряженность электрического поля в проводнике.
9. За 10 с при равномерно возрастающей силе тока от н уля до некоторого максимума , в проводнике выделилось 40 кДж теплоты. Определить среднюю силу тока < I> в проводнике, если его сопротивление 25 Oм.
10. Два источника тока с ЭДС 10 В и 20 В и внутренними сопротивлениями 14 Ом и 8 Ом соединены одноименными полюсами. Какова сила тока, текущего по цепи?
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 6
1. Расстояние между двумя точечными зарядами –10 мкКл и 2 мкКл равно 10 см. Определить силу, действующую на третий точечный заряд 1 мкКл, удаленный на 6 см от первого и на 8 см от второго зарядов.
2. Поле создано точечным зарядом 2 нКл. Определить напряженность и потенциал поля в точке, удаленной от заряда на расстояние 20 см.
3. Электрическое поле образовано бесконечно длинной заряженной нитью, линейная плотность заряда которой 20 пКл/м. Определить разность потенциалов двух точек поля, отстоящих от нити на расстоянии 8 см и 12 см.
4. Металлический полый шар радиуса 2 см помещен внутри большого металлического шара радиусом 6 см. Поверхностная плотность электрического заряда малого шара 2,5 .10-5 Кл/м2, а заряд большого шара 9·10-8 Кл. Какова электрическая индукция в центре
малого шара: между шарами на расстоянии 4 см от центра шаров и вне шаров - на расстоянии 8 см от их общего центра.
5. Определить работу, по перемещению точечного заряда 3 .10-7 Кл вблизи тонкого стержня длиной 8 см, равномерно заряженного с линейной плотностью 2 .10-7 Кл/м. Вначале заряд находился на продолжении оси стержня на расстоянии 2 см от его конца, затем расстояние до стержня увеличилось и стало равным 6 см.
6. Плоский воздушный конденсатор с площадью обкладок 100 см 2 и расстоянием между ними 4 мм заряжен от батареи до напряжения 200 В и отключен от нее. Какую работу надо совершить, чтобы увеличить расстояние м ежду обкладками в два раза?
7. Две концентрические проводящие сферы радиусами 20 см и 50 см заряжены соответственно одинаковыми зарядами по 100 нКл. Определите энергию электростатического поля, заключенную между сферами.
8. Сколько витков манганиновой проволоки сечением 0,7 мм 2 необходимо навить на цилиндрический каркас диаметром 2 см, чтобы получить сопротивление 1 О м? Удельное сопротивление манганина 39 мОм ·м.
9. В проводнике за 10 с при равномерном возрастании силы тока от 1 A до 2 A выделилось 5 кДж теплоты. Найти сопротивление проводника.
10. Три источника тока с ЭДС 120 В, 300 В и 280 В и внутренними сопротивлениями 140 Ом, 200 Ом и 84 Ом соединены одноименными полюсами. Какова сила тока, текущего по участку со вторым источником?
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 7
1. В вершинах правильного шестиугольника со стороной 10 см расположены точечные заряды Q, 2Q, 3Q, 4Q, 5Q, 6Q (Q=–0,1 мкКл). Найти результирующую силу, действующую на точечный заряд Q, находящийся в центре шестиугольника.
2. Шарик радиусом 2.10-2 м заряжен с поверхностной плотностью 7.106 Кл/м2. На расстоянии 18.10-2 м от поверхности шара в точке В находится точечный заряд 7.10-8 Кл. Найти напряженность электрического поля шарика в точке В и силу, действующую со
стороны поля на точечный заряд.
3. Тонкая квадратная рамка равномерно заряжена с линейной плотностью заряда 200 пКл/м. Определить потенциал поля в точке пересечения диагоналей.
4. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 1 и 2. Требуется: 1) используя теорему Остроградского-Гаусса: найти зависимость Е® напряженности электрического поля от расстояния для трех областей: I, II и III. Принять 1 = – 4, 2 = +3; 2) вычислить напряженяость Е в точке, удаленной от оси цилиндров на
расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 80 нКл/м2, r = 3R; 3) построить график E®.
5. К шару радиусом 3 см с поверхностной плотностью заряда 9 .10-12 Кл/м2 приближается из бесконечности точечный заряд 3.10-7 Кл. Определить работу по перемещению его в точку, отстоящую от поверхности шара на 2 см.
6. Конденсатор емкостью 3 мкФ заряжен до разности потенциалов 300 В , конденсатор емкостью 2 мкФ до 200 В. Найти разность потенциалов на обкладках конденсаторов после того, как их соединили параллельно.
7. Плоский конденсатор с площадью пластин 200 см2 каждая, заряжен до разности потенциалов 2 кВ и заполнен стеклом, с диэлектрической проницаемостью 7 . Расстояние между пластинами 2 см. Определить объемную плотность и энергию поля
конденсатора.
8. Во сколько раз изменится потребляемая мощность, если две лампочки сопротивлениями 20 и 40 Ом каждая, включенные последовательно, соединить параллельно? Напряжение сети постоянно.
9. Сколько тепла выделится в спирали с сопротивлением 75 Ом при прохождении через нее количества электричества в 100 Кл, если ток в спирали равномерно убывал до нуля в течение 50 с?
10. Два источника тока с ЭДС 120 В и 300 В и внутренними сопротивлениями 140 Ом и 200 Ом соединены одноименными полюсами параллельно друг другу и сопротивлению 84 Ом. Какова сила тока, текущего по участку с первым источником?
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 8
1. Точечные заряды 20 мкКл и –10 мкКл находятся на расстоянии 5 см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной на 3 см от первого и на 4 см от второго заряда. Определить также силу F , действующую в этой точке на точечный заряд l мкКл.
2. Чему равен потенциал поля, созданного равномерно заряженной сферой в точке на расстоянии R/2 и 2R от центра сферы. Поверхностная плотность заряда сферы 2 нКл/м2. Радиус сферы 10 см.
3. На бесконечном тонкостенном цилиндре диаметром 10 см равномерно распределен заряд с поверхностной плотностью 10 -6 Кл/м2. Определить напряженность поля в точке, отстоящей от поверхности цилиндра на расстояние 5 см.
4. На двух концентрических сферах радиусом R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 1 и 2.
Требуется: 1) используя теорему Остроградского -Гаусса, найти зависимость E® напряженности электрического поля от расстояния для трех областей: I, II и III. Принять 1 = 4, 2 = ; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от центра на расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 30 нКл/м2, r = 1,5R; 3) построить график E®.
5. Ускоряющая разность потенциалов 200 кВ. Чему р авна скорость протона, прошедшего это поле? Заряд протона 1,6.10-19 Кл, масса протона 1,67.10-27 кг.
6. Параллельно обкладкам плоского воздушного конденсатора внесли металлическую пластину толщиной 1 мм, касающуюся одной из обкладок. На сколько изменитс я энергия конденсатора, если площадь обкладки и пластины 150 см 2. Расстояние между обкладками конденсатора вначале было 5 мм. Напряжение на конденсаторе 400 В.
7. Определить потенциальную энергию системы двух точечных зарядов 10 -7 Кл и 10-8 Кл, находящихся на расстоянии 10 см друг от друга.
8. Определить напряжение на зажимах двух параллельно соединенных электропечей сопротивлениями 10 Ом и 20 Ом, если в неразветвленной части цепи ток равен 33 А.
9. Сколько тепла выделится в спирали с сопротивлением 75 Ом при прохождении через нее количества электричества в 100 Кл, если ток в спирали монотонно убывал так, что через каждые 2 с он уменьшался вдвое?
10. Три батареи с ЭДС 12 В, 5 В, 10 В и одинаковыми внутренними сопротивлениями, равными 1 Ом каждое, соединены между собой одноименными полюсами. Сопротивление соединительных проводов ничтожно мало. Определить силы токов, идущих через каждую батарею.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатик и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 9
1. Четыре одинаковых точечных заряда по 2 нКл каждый находятся в вершинах ромба со стороной 10 см. Определить модуль и направление силы F , действующей на один из зарядов со стороны трех других, если тупой угол ромба составляет 120 о.
2. Определить потенциал точки поля, находящейся на расстоянии 6 .10-2 м от центра заряженного шара, если напряженность поля в этой точке 3 .105 В/м Определить величину заряда шара.
3. Параллельно бесконечной п лоскости, заряженной с поверхностной плотностью заряда 10-6 Кл/м2, расположена бесконечно длинная прямая нить, заряженная с линейной плотностью 10-8 Кл/м. Определить силу, действующую со стороны плоскости на единицу длины нити.
4. Электрическое поле создано точечным зарядом 1 мкКл. Определить поток электрического смещения через 1/4 часть сферической поверхности радиуса 20 см с центром, где находится заряд.
5. Пылинка массой m=10-9 кг, несущая на себе 5 электронов, прошла в вакууме ускоряющую разность потенциалов 3.106 В. Какова кинетическая энергия пылинки? Какую скорость приобрела пылинка? Заряд электрона 1,6.10-19 Кл.
6. Плоский воздушный конденсатор с площадью каждой пластины 200 см 2 и расстоянием между обкладками 4 мм зарядили до разности потенциалов 200 В и отключили от источника. Какую работу нужно совершить, чтобы увеличить расстояние между пластинами конденсатора вдвое?
7. Уединенная металлическая сфера электроемкостью 10 п Ф заряжена до потенциала 3 кВ. Определить энергию электрического поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в два раза больше радиуса сферы.
8. Сопротивление провода из фехраля (дешевый заменитель нихрома) сечением 0,5 мм 2и длиной 2,5 м равно 5,47 Ом. Каково удельное сопротивление фехраля? Сколько метров такого провода потребуется для изготовления электрического нагревателя, работающего от сети с напряжением 220 В при силе тока 3 А?
9. Определить количество теплоты, выделившееся за 10 с в проводнике сопротивлением 10 Oм, если сила тока в нем, равномерно уменьшаясь, изменилась от 10 A до 0.
10. Два элемента с ЭДС l,2 В и 0,9 В, с внутренними сопротивлениями 0,l Ом и 0,3 Ом соединены одноименными полюсами параллельно сопротивлению, которое равно 0,2 Ом (см. рис.). Определить силу тока протекающего через сопротивление.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 10
1. Два положительных точечных заряда Q и 4Q закреплены на расстоянии 10 см друг от друга. Определить, в какой точке на пр ямой, проходящей через заряды, следует поместить третий заряд так, чтобы он находился в равновесии. Указать, какой знак должен иметь этот заряд для тог о, чтобы равновесие было устойчивым, если перемещения заряда возможны только вдоль прямой, проходящей через з акрепленные заряды.
2. Поле образовано бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плоскостью заряда 10-8 Кл/м2. Определить разность потенциалов двух точек поля, отстоящих от плоскости на 5 см и 10 см.
3. На продолжении оси тонкого прямого стержня, равномерно заряженного, с линейной плотностью заряда 15 нКл/см на расстоянии 40 см от конца стержня находится точечный заряд 10 мкКл. Второй конец стержня уходит в бесконечность. Определить силу, действующую на точечный заряд со стороны стержня.
4. В центре металлической полой сферы, радиус которой 0,04 м, расположен точечный заряд 10 нКл. Заряд 40 нКл равномерно распределен по поверхнос ти сферы. Определить напряженность поля в точках, удаленных от центра сферы на расстояние: а) 2 см; б) 8
см. Решение пояснить рисунком. При решении использовать теорему Остроградского - Гаусса.
5. Пылинка массой 10-8 кг, несущая на себе заряд 10 -8 Кл, влетела в электрическое поле в направлении силовых линий. После прохождения разности потенциалов 150 В пылинка имеет скорость 20 м/с. Какова была начальная скорость пылинки?
6. Конденсаторы емкостями 2 мкФ, 5 мкФ и 10 мкФ соединены последовательно и находятся под общим напряжением 850 В. Определить напряжение и заряд на каждом из конденсаторов.
7. Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом 10 см. Он заряжен с линейной плотностью 300 нКл/м. Определить энергию электрического поля в точке, расположенной на оси кольца на расстоянии 20 см от его центра.
8. Три провода с сопротивлениями 12 Ом, 9 Ом и 3 Ом соединены последовательно. Напряжение на концах цепи равно 120 В. Найти напряжение на втором проводе.
9. Аккумулятор замыкается первый раз таким сопротивлением, чт о величина тока равна 3 А, второй раз таким сопротивлением, что величина тока 2 А. Определить ЭДС аккумулятора, если мощность тока во внешней цепи в обоих случаях одинакова, а
внутреннее сопротивление аккумулятора равно 4 Ом.
10. Два элемента с ЭДС l,2 В и 0,9 В, с внутренними сопротивлениями 0, l Ом и 0,3 Ом соединены одноименными полюсами. Сопротивление соединительных проводов равно 0,2 Ом. Определить силу тока в цепи.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 11
1. В вершинах квадрата расположены отрицательные заряды по -5.10-4 Кл каждый. Определить, какой положительный заряд необходимо поместить в центре квадрата, чтобы система зарядов оказалась в равновесии.
2. Бесконечная равномерно заряженная плоскость имеет поверхностную плотность электрических зарядов 9.10-6 Кл/м2. Над ней находится заряженный алюминиевый шарик, с зарядом 3,68.10-7 Кл. Какой радиус должен иметь шарик, чтобы он не па дал?
3. Тонкий стержень длиной 20 см несет равномерно распределе нный заряд 0,1 мкКл. Определить напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке A, лежащей на оси стержня на расстоянии 20 см от его конц а.
4. На двух концентрических сферах радиусом R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 1 и 2.
Требуется: 1) используя теорему Остроградского -Гаусса, найти зависимость E® напряженности электрического поля от расстояния
для трех областей: I, II и III. Принять 1 = – 4, 2 = 2; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от центра на расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 30 нКл/м2, r = 3R; 3) построить график E®.
5. Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы приобрести скорость 10000 км/с ?
6. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора емкостью 100 пФ каждый соединены в батарею последовательно. Определить, на сколько изменится емкость батареи, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнить парафином с диэлектрической проницаемостью равной 2.
7. Сплошной шар из диэлектрика радиусом 10 см заряжен равномерно с объемной плотностью 40 нКл/м3. Определите энергию электростат ического поля, заключенную в окружающем шар пространстве.
8. К источнику тока с ЭДС 1,5 В присоединили катушку с сопр отивлением 0,1 Ом. Амперметр показал силу тока, равную 0,5A. Когда к источнику тока присоединили последовательно еще один и сточник тока, с такой же ЭДС, но другим внутренним сопротивлением, то сила тока в той же катушке оказ алась равной 0,4 А. Определить внутренние сопротивления источников тока.
9. КПД источника тока равен 60%. Мощность, выделяющаяся во внешней цепи, равна 20 Вт. Найти количество теплоты, выделившейся в источнике тока за 5 мин.
10. Два элемента с ЭДС l,2 В и 0,9 В, с внутренними сопротивлениями 0, l Ом и 0,3 Ом соединены последовательно разноименными полюсами. Сопротивление соединительных проводов равно 0,2 Ом. Определить силу тока в цепи .
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 12
1. Четыре одинаковых заряда по 40 нКл каждый закреплены в вершинах квадрата со стороной 10 см. Найти силу, действующую на один из этих зарядов со стороны трех остальных.
2. Какое ускорение сообщает электрическое поле Земли, напряженность которого 130 В/м, заряженной пылинке массой 1 г, несущую положительный заряд 3,2 .10-8 Кл?
3. По тонкому полукольцу радиуса 10 см равномерно распределен заряд с линейной плотностью 1 мкКл/м. Определить напряженность Е
электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке, совпадающей с центром кольца.
4. На двух концентрических сферах радиусом R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 1 и 2.
Требуется: 1) используя теорему Остроградского -Гаусса, найти зависимость E® напряженности электрического поля от расстояния для трех областей: I, II и III. Принять 1 = – 8 , 2 = 2; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от центра на расстояние r, и
указать направление вектора Е . Принять = 40 нКл/м2, r = 3,5R; 3) построить график E®.
5. Два точечных заряда 6 нКл и 3 нКл находя тся на расстоянии 60 см друг от друга. Какую работу необходимо совершить внешним силам, чтобы уменьшить расстояние между зарядами вдвое?
6. Два конденсатора емкостями 5 мкФ и 8 мкФ соединены последовательно и присоединены к батарее с ЭДС 80 В. Определить заряды конденсаторов и разности потенциалов между обкладками каждого из них.
7. Положительный заряд 2 мкКл равномерно распределен по проволочному полукольцу радиуса 10 см. Найти энергию электрического поля в центре полукольца.
8. Во сколько раз уменьшитс я потребление электроэнергии, если две лампочки сопротивлениями 20 и 40 Ом каждая, включенные параллельно, соединить последовательно? Напряжение сети постоянно.
9. Сила тока в проводнике равномерно нарастает от начального значения 2 А до 6 А за 50 с. Определить заряд, прошедший за это время по проводнику.
10. Три батареи с ЭДС 12 В, 5 В и 10В и одинаковыми внутренними сопротивлениями, равными 4 Ом, соединены между собой
одноименными полюсами. Сопротивление соединительных проводов ничтожно мало. Определить токи, идущие через каждую батарею.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 13
1. Два одинаковых заряженных шарика подвешены в возду хе в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на определенный угол. Шарики погружаются в масло. Какова плотность масла, если угол расхождения нитей при погружении шариков в масло остается неизменным? Плотность материала шариков 1,5.103 кг/м3, диэлектрическая проницаемость масла 2,2.
2. Четыре одинаковых капли ртути, заряженных до потенциала 10 В, сливаются в одну большую каплю. Каков потенциал новой образовавшейся капли?
3. Бесконечный тонкий стержень, ограниченный с одной стороны, несет равномерно распределенный заряд с линейной плотностью 0,5 мкКл/м. Определить напряженность Е электрического поля, создава емого распределенным зарядом в точке , лежащей на оси стержня на расстоянии 20 см от его начала.
4. На бесконечном тонкостенном цилиндре диаметром 20 см равномерно распределен заряд с поверхностной плотностью 4 мкКл/м 2. Определить, пользуясь теоремой Остроградского-Гаусса, напряженность поля в точке, отстоящей от поверхности цилиндра на 15 см.
5. Найти отношение скоростей ионов Са++ и К+, прошедших одинаковую разность потенциалов.
6. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора соединены последовательно в батарею, которая подключена к источнику тока с ЭДС 12 В. Определить изменение напряжения на одном из конденсаторов, если другой погрузить в трансформаторное масло с диэлектрической проницаемостью 2.
7. Два металлических шарика радиусами 5 см и 10 см имеют заряды 40 нКл и -20 нКл соответственно. Найти энергию, которая выделится при разряде, если шары соединить проводником
8. В проводнике сопротивлением 2 Ом, подключенном к элементу с ЭДС 1,1 В, идет ток 0,5 А. Какова сила тока при коротком замыкании элемента?
9. Сила тока в цепи изменяется по закону I I t 0 sin . Определить количество теплоты, которое выделится в проводнике сопротивлением 10 Oм за время, равное четверти периода, если период составляет 10 с, а максимальный ток равен 2 A.
10. Три источника тока с ЭДС 11 В, 4 В и 6 В и три реостата с сопротивлениями 5 Ом, 10 Ом и 2 Ом соединены, как пока зано на
рисунке. Определить силы токов I в реостатах. Внутреннее сопротивление источника тока пренебрежимо мало.
|
| |
| |
| Massimo | Дата: Понедельник, 18.11.2013, 18:17 | Сообщение # 9 |
|
Полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 183
Репутация: 0
Статус: Offline
| Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 14
1. На расстоянии 10 см находятся два точечных заряда -50 нКл и 100 нКл. Определить силу, действующую на заряд -10 нКл, удаленный от обоих зарядов на одинаковое расстояние, равное 10 см.
2. Два металлических шарика радиусом 5 см и 10 см имеют заряды 40 нКл и –20 нКл. Найти потенциал поля, созданного обоими зарядами в точке, отстоящей от центра первого шара на расстояние 40 см , а от второго на расстояние 50 см, если расстояние между центрами шаров составляет 30 см.
3. По тонкому кольцу радиусом 20 см равномерно распределен с линейной плотностью заряд 0,2 мкКл/м. Определить напряженность Е
электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке , находящейся на оси кольца на расстоянии 2R от его центра.
4. Вычислить напряженность электрического поля, созданного двумя коаксиальными цилиндрами, заряженными с одинаковой поверхностной плотностью заряда 2 нКл/м 2; радиусы цилиндров 10 см и 5 см. Точка находится на расстоянии 8 см от оси цилиндров .
5. Поле образовано бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда 40 нКл/м 2. Определить разность потенциалов двух точек поля, отстоящих от плоскости на 15 см и 20 см и работу электрического поля по перемещению заряда из точки 1 в точку 2.
6. Плоский воздушный конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом 10 см каждая. Расстояние между пластинами 2 мм. Конденсатор присоединен к источнику напряжения 80 В. Определить заряд на обкладках и напряженность электрического поля
конденсатора.
7. Сколько теплоты выделится при разрядке конденсатора емкостью 2 мкФ, заряженного до потенциала 1000 В?
8. Сопротивление одного метра провода равно 8 Ом. Сколько метров провода пойдет на изготовление печки мощностью 0,5 кВт при напряжении 220 В?
9. За 4 с при равномерно возраставшей силе тока в проводнике сопротивлением 10 Oм выделилось 600 Дж теплоты. Определить заряд, проходящий по проводнику за это время, если сила тока в начальный момент времени равна нулю.
10. Три сопротивления 50м, 1 Ом и 3 Ом , а также источник тока с ЭДС 1,4 В соединены, как показано на рисунке. Определить ЭДС
источника тока, который надо подключить в цепь между точками A и В, чтобы по нему шел ток силой 1 А в направлении, указанном
стрелкой. Внутренними сопротивлениями источников тока пренебречь.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 15
1. На двух одинаковых капельках масла , плотность которого равна 780 кг/м3 недостает по 8 электронов. В воздухе сила кулоновского отталкивания уравновешивает силу ньютоновского притяжения. Каковы радиусы капелек, если расстояние между ними значительно превышает их линейные размеры?
2. Определить модуль вектора электрического смещения на расстоянии равном радиусу от поверхности заряженной проводящей сферы радиуса 10 см. Поверхностная плотность заряда сферы 8 нКл/м.
3. Две трети тонкого кольца радиусом 10 см несут равномерно распределенный с линейной плотностью 0,2 мкКл/м заряд. Определить напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке, совпадающей с центром кольца.
4. Вычислить напряженность электрическою поля, созданного двумя коаксиальными цилиндрами, заряженными с поверхностной плотностью заряда 8 нКл/м 2 и 2нКл/м2; радиусы цилиндров 5 см, 10 см. Точка находится на расстоянии 18 см от оси цилиндров.
При решении использовать теорему Остроградского -Гаусса.
5. Электрон, двигавшийся со скоростью 5 .106 м/с влетает в однородное электрическое поле напряженностью 103 В/м параллельно силовым линиям. Какое расстояние пройдет электрон в этом поле до остановки?
6. Шарик, заряженный до потенциала 792 кВ, имеет поверхностную плотность заряда 333 нКл/м2. Определите электроемкость шарика.
7. Плоский воздушный конденсатор с площадью пластин по 80 см 2 и расстоянием между ними 1,5 мм заряжается от источника с напряжением 100 В, отключается от него и погружается в жидкий диэлектрик с диэлектрической проницаемостью 2,5. На сколько
при этом изменится энергия конденсатора?
8. Какого диаметра нужно выбрать медный провод, чтобы при допустимой плотности тока в 1 А/мм2 сила тока в нем была 314 А?
9. Сила тока в цепи изменяется со временем по закону I I 0e t . Определить количество теплоты, которое выделится в проводнике сопротивлением 20 Oм за время, в течение которого ток уменьшится в е раз. Коэффициент принять равным 0,02 с-1, максимальный начальный ток равен 5 A.
10. Какова разность потенциалов на зажимах элементов, включенных параллельно одноименными клеммами, если их ЭДС 2,4 В, 1,8 В и 1,2 В, а внутренние сопротивления 0,8 Ом, 0,6 Ом и 0,4 Ом. Сопротивление соединительных проводов ничтожно мало.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 16
1. Во сколько раз изменится сила кулоновского взаимодействия между двумя одинаковыми металлическими шариками , заряженными так, что заряд одного из них втрое больше заряда другого, если их привести в соприкосновение, а затем развести на прежнее расстояние?
2. Определить разность потенциалов для двух точек электрического поля, созданного равномерно заряженной плос костью с поверхностной плотностью 4,42 нКл/м2, и отстоящих от плоскости на расстояние 3 см и 5 см.
3. Тонкое кольцо радиусом 10 см несет распределенный заряд 0,2 мкКл. Определить напряженность Е электрического поля, создаваемого кольцом в точке A, равноудаленной от всех точек кольца на расстояние 20 см.
4. На двух концентрических сферах радиусом R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 1 и 2.
Требуется: 1) используя теорему Остроградского -Гаусса, найти зависимость E® напряженности электрического поля от расстояния
для трех областей: I, II и III. Принять 1 = – 4, 2 = 2; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от центра на расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 10 нКл/м2, r = 3,5R; 3) построить график E®.
5. Электрическое поле создано двумя одинаковыми положительными точечными зарядами . Найти работу А1,2 сил поля по перемещению заряда 20 мкКл из точки 1 с потенциалом 600 В в точку 2 (см. рис).
6. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектрика: стекла толщиной 0,2 см с диэлектрической проницаемостью 7 и слоем парафина толщиной 0,3 см и диэлектрической проницаемостью 2. Разность потенциалов
между обкладками 300 В. Определить напряженность электрического поля и падение потенциала в каждом слое.
7. Диэлектрический шар равномерно заряжен по объему. Во сколько раз энергия электрического поля вне шара превосходит энергию поля, сосредоточенную в шаре? Диэлектрическая проницаемость вещества равна 7.
8. К автомобильному аккумулятору подключены параллельно две фары по 100 Вт, мотор стеклоочистителя 70 Вт и система зажигания, потребляющая ток 2,1 А. Определить ток разрядки, если напряжение в сети 12 В.
9. За 20 с при равномерно возраставшей силе тока от нуля до некоторого максимума в проводнике прошел заряд 4 кКл. Определить скорость нарастания силы тока . 10. Два элемента с ЭДС l,2 В и 0,9 В и внутренними сопротивлениями 0,l Ом 0,3 Ом соединены одноименными полюсами. Со противление соединительных проводов равно 0,2 Ом. Определить силу тока I в цепи.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 17
1. Заряженные шарики, находящиеся на расстоянии 2 м друг от друга, отталкиваются с силой 1 Н. Общий заряд шариков 5 ·10-5 Кл. Как распределен этот заряд между шариками?
2. Как изменится потенциал заряженной проводящей сферы при увеличении ее радиуса вдвое и увеличении поверхностной плотности заряда в три раза?
3. Четверть тонкого кольца радиусом 10 см несет равномерно распределенный заряд 0,05 мкКл. Определить напряженность Е
электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке , совпадающей с центром кольца.
4. На двух концентрических сферах радиусом R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 1 и 2.
Требуется: 1) используя теорему Остроградского -Гаусса, найти зависимость E® напряженности электрического п оля от расстояния для трех областей: I, II и III. Принять 1 = – 4, 2 = 2; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от центра на расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 10 нКл/м2, r = 3,5R; 3) построить график E®.
5. Электрическое поле создано равномерно заряженным кольцом с линейной плотностью – 2.10-8 Кл/м радиуса 15 см. Определить работу по перемещению точечного заряда 10.10-9 Кл, перемещающегося вдоль оси кольца из точки на расстоянии 20 см от его центра, в точку на расстоянии 40 см от центра.
6. Два конденсатора емкостями 8 мкФ и 12 мкФ соединены последовательно и присоединены к батарее с ЭДС 180 В. Определить заряды конденсаторов и разности потенциалов между их обкладками.
7. Определите потенциальную электростатическую энергию системы из четырех положительных зарядов по 2 нКл каждый, расположенных в вакууме вдоль одной прямой на расстоянии 10 см друг от друга.
8. Медная и алюминиевая проволоки имеют одинаковую длину и одинаковое сопротивление. Во сколько раз масса медной проволоки больше, чем алюминиевой?
9. Сила сопротивления движению электромобиля при скорости 30 км/час равна 1200 Н, при этом двигатель потребляет ток 140 А от аккумуляторной батареи с напряжением 120 В. Определите КПД двигателя.
10. Три батареи с ЭДС 12 В, 15 В и 8 В и одинаковыми внутренними сопротивлениями, равными 1 Ом, соединены между собой
одноименными полюсами. Сопротивление соединительных проводов ничтожно мало. Определить токи, идущие через каждую батарею.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 18
1. В вершинах квадрата расположены одинаковые точечные положительные заряды по 10 нКл каждый. Определите величину силы отталкивания, действующую на каждый заряд со стороны трех других зарядов.
2. В некоторой точке электростатического поля на заряд 5 нКл действует сила 0,4 мкН. Найти напряженность поля в данной точке.
3. По тонкому кольцу равномерно распре делен заряд 10 нКл с линейной плотностью 0,01 мкКл/м. Определить напряженность Е
электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке A, лежащей на оси кольца и удаленной от его центра
на расстояние, равное радиусу кольца.
4. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными
плотностями 1 и 2. Требуется: 1 ) используя теорему Остроградского-Гаусса: найти зависимость Е® напряженности
электрического поля от расстояни я для трех областей: I, II и III. Принять 1 =2, 2 =–3; 2) вычислить напряженность Е в
точке, удаленной от оси цилиндров на рас стояние r, и указать направление вектора Е Принять = 40 нКл/м2, r = 1,5R; 3) построить график E®.
5. Протон, ускоренный разностью потенциалов 27 кВ движется в вакууме навстречу неподвижному точечному заряду 3 нКл. Определить минимальное расстояние, на которое протон может приблизиться к заряду.
6. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора емкостью 200 пФ каждый соединены в батарею параллельно. Определить, на сколько изменится емкость батареи, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнить парафином с
диэлектрической проницаемостью 2.
7. Уединенная металлическая сфера электроемкостью 100 пФ заряжена до потенциала 5 кВ. Определить энергию электрического поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в четыре раза больше радиуса сферы
8. К источнику тока с ЭДС 15 В присоединили катушку с сопротивлением 1 Ом. Амперметр показал силу тока, равную 0,5A. Когда к источнику тока присоединили последовательно еще один источник тока, с такой же ЭДС, но другим внутренним сопротивлением, то сила тока в той же катушке оказалась равной 0,4 А. Определить внутренние сопротивления первого и второго источников тока.
9. Определить количество теплоты, выделившееся за 20 с в проводнике сопротивлением 5 Oм, если сила тока в нем, равномерно уменьшаясь, изменилась от 10 A до нуля. 10. Два элемента с ЭДС l,2 В и 0,9 В и внутренними сопротивлениями 0,l Ом 0,3 Ом
соединены разноименными полюсами. Сопротивление соединительных проводов равно 0,2 Ом. Определить силу тока I в цепи.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 19
1. Два точечных заряда 1 нКл и 2 нКл находятся в керосине на расстоянии 10 см. Определить напряженность поля, созданного этими зарядами в точке, находящейся в 6 см от первого заряда и 8 см от второго. Диэлектрическая проницаемость керосина 2,2.
2. В однородном электрическом поле расстояние между точками вдоль силовой линии 0,5 м, а разность потенциалов между ними 100 В. Определите напряженность поля. 3. Треть тонкого кольца радиуса 10 см несет распределенный з аряд 50 нКл. Определить
напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке , совпадающей с центром кольца.
4. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с
поверхностными плотностями 1 и 2. Требуется: 1) используя теорему Остроградского-Гаусса: найти зависимость Е® напряженности электрического поля от расстояния для трех областей: I, II и III. Принять 1 = 2, 2 = -3; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от оси цилиндров на расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 20 нКл/м2, r = 4R; 3) построить график E®.
5. Напряженность однородного электрическ ого поля 200 В/м. Какую работу совершает поле при перемещении пылинки, имеющей заряд 30 нКл, на расстояние 10 см вдоль силовой линии?
6. Конденсатор емкостью 10 мкФ заряжен до напряжения 20 В. Определить заряд на обкладках этого конденсатора после того, к ак параллельно ему был подключен другой, незаряженный, конденсатор емкостью 40 мкФ.
7. Уединенная металлическая сфера электроемкостью 10 п Ф заряжена до потенциала 3 кВ. Определить энергию электрического поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в три раза больше радиуса сферы
8. Общее сопротивление двух проводников при последовательном соединении 50 Ом, а при параллельном соединении 12 Ом. Найти сопротивления этих проводников.
9. За 10 с при равномерно возрастающей силе тока от н уля до некоторого максимума в проводнике выделилось 20 кДж теплоты. Определить среднюю силу тока <I> в проводнике, если его сопротивление 25 Oм.
10. Три элемента с ЭДС l,2 В,0,9 В и 1,8 В и внутренними сопротивлениями 0,l Ом, 0,3 Ом и 0,1 Ом соединены одноименными полюсами последовательно. Сопротивление соединительных проводов равно 0,2 Ом. Определить силу тока I в цепи.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 20
1. Три одинаковых заряда по 40 нКл каждый закреплены в вершинах равностороннего треугольника со стороной 10 см. Найти силу, действующую на один из этих зарядов со стороны двух других.
2. Какое ускорение сообщает электрическое поле Земли, напряженность которого 130 В/м, заряженной пылинке массой 1 00 мг, несущую положительный заряд 3,2 .10-9 Кл?
3. По тонкому полукольцу равномерно распределен заряд 20 мкКл с линейной плотностью 0,1 мкКл/м. Определить напряженность Е
электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке , совпадающей с центром кольца.
4. На двух концентрических сферах радиусом R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностны ми плотностями 1 и 2. Требуется: 1) используя теорему Остроградского -Гаусса, найти зависимость E® напряженности электрического поля от расстояния для трех о бластей: I, II и III. Принять 1 = – 8, 2 = 2; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от центра на расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 40 нКл/м2, r = 3,5R; 3) построить график E®.
5. Электрическое поле создано заряженным проводящим шаром, п отенциал которого 300 В. Определить работу сил поля п о перемещению точечного заряда 0,4 мкКл из точки на поверхности шара в точку, удаленную от поверхности на расстояние, равное
трем радиусам.
6. Электроемкость плоского воздушного конденсатора равна 1,5 мк Ф. Расстояние между пластинами равно 5 мм. Какова б удет электроемкость конденсатора, если на нижнюю пластину положить лист эбонита толщиной 3 мм? Диэлектрическая проницаемость
эбонита равна 3.
7. Уединенная металлическая сфера электроемкостью 40 пФ заряжена до потенциала 3 кВ. Определить энергию электрического поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в два раза больше радиуса сферы.
8. Проводники сопротивлением 40 и 120 Ом соединены параллельно. Найти силу тока в первом проводнике, если напряжение на втором проводнике равно 3 00 В.
9. За 10 с при равномерно возраставшей силе тока от нуля до некоторого максимума в проводнике сопротивлением 10 Oм выделилось 40 кДж теплоты. Определить скорость нарастания силы тока, если сопрот ивление проводника 5 Oм.
10. Три элемента с ЭДС l,2 В, 0,9 В и 1,8 В и внутренними сопротивлениями 0, l Ом, 0,3 Ом и 0,1 Ом соединены одноименными полюсами параллельно. Сопротивление соединительных проводов равно 0,2 Ом. Определить силу тока I в цепи, проходящего
через первый элемент.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 21
1. На каком расстоянии находятся в парафине два точечных зар яда по 1 мкКл каждый, если они взаимодействуют с силой 0,9 Н?
2. В двух противоположных вершинах квадрата со стороной 6 см находятся точечные заряды 1,6 нКл и -1,2 нКл. Определить потенциалы электрического поля в двух других вершинах.
3. По тонкому полукольцу радиуса 10 см равномерно распределен заряд с линейной плотностью 1 мкКл/м. Определить напряженность Е
электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке, совпадающей с центром кольца.
4. Вычислить напряженность электрическою поля, созданного двумя коаксиальными цилиндрами, заряженными с поверхностной плотностью заряда 12 нКл/м2 и 2 нКл/м2; радиусы цилиндров 5 см, 10 см. Точка находится на расстоянии 8 см от оси цилиндров .
5. Электрическое поле создано двумя одинак овыми положительными точечными зарядами (см.рис). Найти
работу А1,2 сил поля по перемещению точечного заряда 10 нКл из точки 1 с потенциалом 300 В в точку 2 .
6. Заряженный до напряжения 300 В конденсатор емкостью 50 мкФ соединяют параллельно с незаряженным конденсатором емкостью 100 мкФ. Какой заряд появится на втором конденсаторе?
7. Уединенная металлическая сфера электроемкостью 10 п Ф заряжена до потенциала 3 кВ. Определить энергию электрического поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус
которой в три раза больше радиуса сферы
8. ЭДС батареи 20 В, сопротивление внешней цепи 2 Ом, сила тока 4 А. Найти кпд батареи.
9. Исходя из цены 1 кВт ч электроэнергии на настоящий момент, опре делить сопротивление спирали прибора, который подключенным в сеть с напряжением 220 В за 30 мин работы израсходовал электроэнергии на 0,1 цены киловатт-часа.
10. Три элемента с ЭДС l,2 В,0,9 В и 1,8 В и внутренними сопротивлениями 0,l Ом, 0,3 Ом и 0,1 Ом соединены одноименными полюсами параллельно. Сопротивление соединительных проводов не учитывать. Определить силу тока I в цепи, проходящего через второй элемент.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 22
1. Два точечных заряда 1 нКл и 2 нКл находятся в керосине на расстоянии 8 см. Определить напряженность поля, созданного этими зарядами в точке, находящейся в 6 см от первого заряда и 10 см от второго.
2. Чему равны потенциалы электрического поля, созданного металлической заряженной сферой радиусом 20 см в точках: первая – на расстоянии 10 см от центра сферы и вторая – на расстоянии 10 см от ее поверхности. Потенциал на поверхности сферы равен 4 В.
3. Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом 10 см. Он заряжен с линейной плотностью 300 нКл/м. Какую работу A надо совершить, чтобы перенести заряд 5 нКл из центра кольца в точку, расположенную на оси кольца на расстоянии равном радиусу
от его центра?
4. Вычислить напряженность электрическою поля, созданного двумя коаксиальными цилиндрами, заряженными с поверхностной плотностью заряда 8 нКл/м 2 и 2нКл/м2; радиусы цилиндров 5 см, 10 см. Точка находится на расстоянии 18 см от оси цилиндров
5. Пылинка массой 2.10-7 кг, несущая на себе заряд 40 нКл, влетела в электрическое поле в направлении силовых линий. После прохождения разности потенциалов 200 В она имела скорость 10 м/с. Определить начальную скорость пылинки.
6. Два конденсатора электроемкостью 5 мкФ и 8 мкФ соединены последовательно и присоединены к батарее с ЭДС 80 В. Определить заряд каждого конденсатора и разность потенциалов между их обкладками.
7. Сплошной шар из диэлектрика радиусом 5 см заряжен равномерно с объемной плотностью 10 нКл/м3. Определите энергию электростат ического поля, заключенную в окружающем шар пространстве.
8. Сопротивление 5 Ом, вольтметр и источник тока соединены параллельно. Вольтметр показывает 10 В. Если заменить сопротивление на 12 Ом, то вольтметр показ ывает напряжение 12 В. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление источника. Внутреннее
сопротивление вольтметра не учитывать.
9. Нагреватель номинальной мощностью 4,4 кВт при 220 В включен в сеть 220 В проводом, сопротивление которого 9 Ом. Какой окажется мощность нагревателя при таком включении?
10. Три элемента с ЭДС l,2 В, 0,9 В и 1,8 В и внутренними сопротивлениями 0,l Ом, 0,3 Ом и 0,1 Ом соединены одноименными полюсами параллельно. Сопротивление соединительных проводов не учитывать. Определить силу тока I в цепи, проходящего через третий элемент.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 23
1. Точечный заряд 1 мкКл находится вблизи большой равномерно заряженной пластины, против ее середины. Вычислить поверхностную плотность заряда пластины, если на точечный заряд действует сила 60 Н.
2. Поле создано двумя точечными зарядами 3 .10-8Кл и –1.10-8Кл Расстояние между зарядами 25 см. Определить значение напряженности электрического поля в точке, отстоящей на 15 см от первого заряда и 20 см от второго.
3. Тонкое кольцо несет равномерно распределенный заряд 0,2 мкКл. Определить потенциал электрического поля, создаваемого распределенным зарядо м в точке А, равноудаленной от всех точек кольца на расстояние 20 см. Радиус кольца 10 см.
4. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 1 и 2. Требуется: 1) используя теорему Остроградского- Гаусса: найти зависимость Е® напряженности электрического поля от расстояния для трех областей: I, II и III. Принять 1 = –2, 2 = ; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от оси цилиндров на расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 50 нКл/м2, r = 1,5R; 3) построить график E®.
5. Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы получить скорость 8000 км/с?
6. Конденсаторы емкостью 5 мкФ и 10 мкФ заряжены до напряжений 60 В и 100 В соответственно. Определить напряжение на об кладках конденсаторов после их соединения обкладками, имеющими одноименные заряды.
7. Электрическое поле создано сферой радиусом 10 cм с зарядом 0,1 мкКл. Какова энергия электрического поля, заключенная в объеме, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в два раза больше радиуса сферы?
8. ЭДС батареи аккумуляторов 12 В. Сила тока короткого замыкания равна 5 А. Какую наибольшую мощность можно получить во внешней цепи, соединенной с такой батареей?
9. Нагреватель сопротивлением 90 Ом за 1 час вскипятил 4,2 кг воды, взятой при 20 оС. Определить напряжения на спирали нагревателя, если его КПД равен 80%. Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг К).
10. Три элемента с ЭДС l,4 В, 1,6 В и 2,8 В и внутренними сопротивлениями 0,l Ом, 0,3 Ом и 0,1 Ом соединены одноименными полюсами последовательно. Сопротивление соединительных проводов равно 0,2 Ом. Определить силу тока I в цепи.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 24
1. Четыре одинаковых положительных точечных заряда по 10 нКл каждый закреплены в вершинах квадрата со стороной 20 см. Найти силу, действующую на один из этих зарядов со стороны трех остальных.
2. Радиус заряженного металлического шара 10 см, а потенциал его 300 В. Определить плотность заряда на поверхности шара, если он находится в парафине с диэлектрической проницаемостью 2,0.
3. Длинная прямая проволока несет равномерно распределенный заряд. Вычислить линейную плотность заряда, если напряженность поля на расстоянии 0,3 м от проволоки против ее середины 6 В/см.
4. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 1 и 2. Требуется: 1) используя теорему Остроградского-Гаусса: найти зависимость Е® напряженности электрического поля от расстояния для трех областей: I, II и III. Принять 1 = –2, 2 = ; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от оси цилиндров на расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 50 нКл/м2, r = 1,5R; 3) построить график E®.
5. Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти покоящийся вначале протон, чтобы иметь скорость в конце 6000 км/с?
6. С какой силой взаимодействуют две пластинки плоского воздушного конденсатора площадью 0,01 м2, если разность потенциалов между ними 500 В и расстояние 3 мм.
7. Два металлических шарика радиусом 5 см и 10 см имеют заряды 40 нКл и –20 нКл. Найти энергию, которая выделится при разрядке, если шары соединить проводником.
8. Амперметр с сопротивлением 0,16 Ом зашунтирован сопротивлением 0,04 Ом. Амперметр показывает ток 8 А. Какой ток идет в данный момент в цепи?
9. При сопротивлении резистора 4 Ом в замкнутой цепи от источника с ЭДС 10 В сила тока равна 2 А. Определите величину тока короткого замыкания и мощность, выделяющуюся в источнике, при коротком замыкании .
10. Два элемента с ЭДС l,6 В, и 2,4 В и внутренними сопротивлениями 0,5 Ом и 0,3 Ом соединены разноименными полюсами. Сопротивление соединительных проводов равно 0,8 Ом. Определить силу тока I в цепи.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 25
1. Найти силу притяжения между ядром атома водорода и электроном, считая их точками. Радиус атома водорода принять равным 5·10 -10 м. Элементарный заряд равен 1,6·10-19 Кл.
2. Заряд равномерно распределен по бесконечной плоскости с поверхностной плотностью 10 нКл/м2. Определить разность потенциалов двух точек поля, одна из которых находится на плоскости, а другая удалена от нее на расстояние, равное 10 см.
3. Треть тонкого кольца радиуса 0,1 м несет распределенный заряд 250 нКл. Определить напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке , совпадающей с центром кольца.
4. Вычислить напряженность электрического поля, созданного двумя коаксиальными цилиндрами, заряженными с поверхностной плотностью заряда –24 нКл/м2 и 12нКл/м2; радиусы цилиндров 5 см, 10 см. Точка находится на расстоянии 18 см от оси цилиндров
5. На отрезке прямого провода равномерно распределен заряд с линейной плотностью 1 мкКл/м. Определить работу A сил поля по перемещению точечного заряда 1 нКл из точки B в точку С.
6. Конденсатор емкостью 5 мкФ заряжен до напряжения 10 В. Определить заряд на обкладках этого конденсатора после того, как параллельно ему был подключен другой, незаряженный, конденсатор емкостью 20 мкФ.
7. Уединенная металлическая сфера электроемкостью 4 пФ заряжена до потенциала 1 кВ. Определите энергию поля, заключенную в сферическом слое между сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в 4 раза больше радиуса уединенной сферы.
8. Замкнутая цепь состоит из источника и реостата. В цепи течет ток 0,5 А. Если сопротивление реостата уменьшить в 4 раза, то ток возрастет в 2 раза. Определите ток короткого замыкания.
9. За 8 с при равномерно возрастающей силе тока , от нуля до некоторого максимума , в проводнике выделилось количество те плоты 20 кДж. Определить среднюю силу тока <I> в проводнике, если его сопротивление 5 Oм.
10. Какова разность потенциалов на зажимах элементов, включенных параллельно, если их ЭДС 1,4 В и 1,2 В, а внутренние сопротивления 0,6 Ом и 0,4 Ом.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 26
1. Два положительных точечных заряда Q и 4Q закреплены на ра сстоянии 60 см друг от друга. Определить, в какой точке на прямой, проходящей через заряды, следует поместить третий заряд, чтобы он находился в равновесии. Указать, какой знак должен
иметь этот заряд для того, чтобы равновесие было устойчивым, если перемещения заряда возможны только вдоль прямой, которая проходит через закрепленные заряды.
2. Известно, что градиент потенциала электрического поля Земли у ее поверхности направлен вертикально вниз и равен в среднем 130 В/м. Найти среднюю поверхностную плотность заряда Земли.
3. Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом 20 см. Он заряжен с линейной плотностью 30 нКл/м. Определите потенциал электростатического поля в точке, расположенной на оси кольца на расстоянии равном радиусу от его центра?
4. Вычислить напряженность электрического поля, созданного двумя коаксиальными цилиндрами, заряженными с поверхностной плотностью заряда 8 нКл/м2 и 2нКл/м2; радиусы цилиндров 5 см, 10 см. Точка находится на расстоянии 18 см от оси цилиндров
5. Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом 10 см. Он заряжен с линейной плотностью 300 нКл/м. Какую работу надо совершить, чтобы перенести заряд 5 нКл из центра кольца в точку, расположенную на оси кольца на расстоянии 20 см от его центра.
6. Плоский конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом 20 см каждая. Расстояние между пластинами 2 мм. Конденсатор присоединен к источнику напряжения 80 В. Определить заряд конденсатора в случае, когда диэлектрик — стекло с
диэлектрической проницаемостью 7.
7. Металлический шар радиусом 5 см имеет заряд 10 нКл . Определить энергию электрического поля вне шара в воздухе.
8. Сколько параллельно включенных электрических лампочек, рассчитанных на 100 В и потребляющих мощность 50 Вт каждая, могут гореть полным накалом при питании от аккумуляторной батареи с ЭДС 120 В и внутренним сопротивлением 10 Ом?
9. Определить количество теплоты, выделившееся за 10 с в проводнике сопротивлением 10 Oм, если сила тока в нем, равномерно уменьшаясь, изменилась от 10 A до нуля.
10. Две батареи аккумуляторов с ЭДС 1,6 В и 2,4 В и внутренними сопротивлениями 0,6 Ом и 0,3 Ом соединены параллельно разноименными клеммами, а затем параллельно резистору с сопротивлением 10 Ом. Определить ток через резистор.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 27
1. Электрическое поле создано бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда 6·10 -5 Кл/м2. Чему равна сила отталкивания между точечным зарядом 1 нКл и плоскостью?
2. Поле образовано диполем с электрическим моментом 5·10-11 Кл.м. Определить разность потенциалов двух точек поля, расположенных симметрично относительно диполя на его оси на расстоянии 10 см от центра диполя.
3. Тонкая квадратная рамка равномерно заряжена с линейной плотностью заряда 200 пКл/м. Определить потенциал поля в точке пересечения диагоналей .
4. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 1 и 2. Требуется: 1) используя теорему Остроградского-Гаусса: найти зависимость Е® напряженности электрического поля от расстояния для трех областей: I, II и III. Принять 1 = –2, 2 = ; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от оси цилиндров на
расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 50 нКл/м2, r = 1,5R; 3) построить график E®.
5. Электрическое поле создано заряженным проводящим шаром, потенциал которого 300 В. Определить работу сил поля по перемещению заряда 0,2 мкКл из точки на поверхности шара в точку, удаленную от поверхности шара на расстояние, равное двум
радиусам.
6. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора емкостью 200 пФ каждый соединены в батарею параллельно. Определить, на сколько изменится емкость батареи, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнить парафином с
диэлектрической проницаемостью 2.
7. Уединенная металлическая сфера электроемкостью 40 пФ заряжена до потенциала 10 кВ. Определить энергию электрического поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в три раза больше радиуса сферы.
8. Медная и стальная проволоки имеют одинаковую длину и одинаковое сопротивление. Во сколько раз масса стальной проволоки отличается от массы медной?
9. Сила сопротивления движению электромобиля при скорости 30 км/час равна 1200 Н, при этом двигатель потребляет то к 140 А от аккумуляторной батареи с напряжением 120 В. Определите КПД двигателя
10. Две батареи аккумуляторов с ЭДС 1,6 В и 2,4 В и внутренними сопротивлениями 0,6 Ом и 0,3 Ом соединены параллельно одноименными клеммами, а затем параллельно резистору с сопротивлением 10 Ом. Определите ток в резисторе.
|
| |
| |
| Massimo | Дата: Понедельник, 18.11.2013, 18:17 | Сообщение # 10 |
|
Полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 183
Репутация: 0
Статус: Offline
| Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 28
1. Поверхностная плотность заряда бесконечно протяженной вертикальной плоскости 9,8·10-5 Кл/м2. К плоскости на нити подвешен заряженный шарик массой 10 г. Определить заряд шарика, если нить образует с плоскостью угол 45°.
2. На расстоянии 0,03 м от очень длинного прямолинейного проводника напряженность поля 1 В/м. Определить линейную плотность заряда на проводнике .
3. Тонкий прямой стержень длиной 10 см равномерно заряжен с линейной плотностью заряда 10-7 Кл/м. На продолжении оси стержня, на расстоянии 10 см от ближайшего конца, находится точечный з аряд 10-8 Кл. Определить силу взаимодействия стержня и точечного заряда.
4. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 1 и 2. Требуется: 1) используя теорему Остроградского-Гаусса: найти зависимость Е® напряженности электрического поля от
расстояния для трех областей: I, II и III. Принять 1 = –2, 2 = ; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от оси
цилиндров на расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 50 нКл/м2, r = 1,5R; 3) построить график E®.
5. Электрическое поле создано равномерно заряженной сферой радиуса 20 см. Какова поверхностная плотность заряда на поверхности сферы, если ее заряд 5 .10-6 Кл. Какую работу надо совершить, чтобы переместить заряд 1 нКл из точки, находящейся в 20 см
от поверхности сферы, до самой поверхности?
6. Два конденсатора емкостями 2 мкФ и 5 мкФ заряжены до напряжений 100 В и 150 В соответственно. Определить напряжение на обкладках конденсаторов после их соединения обкладками, имеющими разноименные заряды.
7. Уединенная металлическая сфера электроемкостью 10 п Ф заряжена до потенциала 3 кВ. Определить энергию электрического поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в два раза больше радиуса сферы.
8. К источнику тока с ЭДС 15 В присоединили катушку с сопротивлением 1 Ом. Амперметр показал силу тока, равную 0,5A. Определить ток короткого замыкания.
9. Определить количество теплоты, выделившееся за 10 с в проводнике сопротивлением 10 Oм, если сила тока в нем за это время, равномерно уменьшаясь, изменилась от 40 A до 5 А.
10. Два элемента с ЭДС l,2 В, 0,9 В и внутренними сопротивлениями 0,l Ом и 0,3 Ом соединены одноименными полюсами параллельно
сопротивлению, которое равно 0,2 Ом (см. рис). Определить силу тока через сопротивление.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 29
1. Шарик массой 150 мг, подвешенный на непроводящей нити, имеет заряд –10 нКл. На расстоянии 32 см от него снизу помещается второй маленький шарик. Каким должен быть по величине и знаку его заряд, чтобы натяжение нити увеличилось в два раза?
2. В двух противоположных вершинах квадрата со стороной 30 см, находятся заряды по 200 нКл. Найти напряженности электрического поля в двух других вершинах квадрата.
3. На тонком кольце радиуса 10 см равномерно распределен заряд 10 мкКл. Определить силу, действующую на точечный заряд 1 мкКл, находящийся на оси кольца на расстоянии 10 см от его центра.
4. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с пов ерхностными
плотностями 1 и 2. Требуется: 1) используя теорему Остроградского-Гаусса: найти зависимость Е® напряженности
электрического поля от расстояния для трех областей: I, II и III. Принять 1 = –3, 2 = ; 2) вычислить напряженность Е в
точке, удаленной от оси цилиндров на расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 150 нКл/м2, r = 1,5R; 3) построить график E®.
5. Какую работу необходимо совершить, чтобы перенести находящийся в воздухе точечный заряд 20 нКл из бесконечности в точку, расположенную на расстоянии 28 см от поверхности проводящего шара радиусом 2 см, если потенциал шара равен 300 В?
6. Конденсатор неизвестной емкости с напряжением на обкладках 1 кВ соединили параллельно с другим конденсатором емкостью 2 мкФ и напряжением на обкладках 400 В. Какова емкость первого конденсатора, если после их соединения напряжение стало 570 В?
7. Металлический шар радиусом 5 см имеет заряд 10 нКл . Определить энергию электрического поля вне шара в воздухе.
8. Не разматывая с катушки покрытую изоляцией нихромовую проволоку, определить ее длину, если при включении катушки в сеть с напряжением 120 В возник ток 1,2 А. Сечение проволоки 0,55 мм2.
9. За 8 с при равномерно возраставшей силе тока в проводнике сопротивлением 8 Oм выделилось 500 Дж теплоты. Определить заряд, проходящий по проводнику за это время, если сила тока в начальный момент времени равна нулю.
10. Три источника тока с ЭДС 1,8 В, 1,7 В, 1,5 В и внутренними сопротивлениями 0,2 Ом, 0,1 Ом и 0,1 Ом соединены одноименными полюсами параллельно друг другу и реостату с неизвестным сопротивлением . Определить сопротивление реостата.
Индивидуальная работа № 1 по физике по темам «Электростатика и постоянный ток» 3 семестр
ВАРИАНТ 30
1. Два маленьких шарика одинакового радиуса и массы подвешены в воздухе на нитях равной длины в одной точке. После того, как шарикам сообщили заряды по 0,4 мкКл , нити разошлись на угол 60о. Найти массу каждого шарика, если рассто яние от точки
подвеса до центра шарика 20 см.
2. Поле бесконечной равномерно заряженной плоскости действует в вакууме на заряд 0,2 нКл с силой 22,6 мкН. Определить напряженность поля и поверхностную плотность заряда на пластине.
3. На тонком кольце радиуса 10 см равномерно распределен заряд 80 мкКл. Определить силу, действующую на точечный заряд 1 мкКл, находящийся на оси кольца на расстоянии 20 см от его центра.
4. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 1 и 2. Требуется: 1) используя теорему Остроградского-Гаусса: найти зависимость Е® напряженности электрического поля от
расстояния для трех областей: I, II и III. Принять 1 = – , 2 = 5; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от оси
цилиндров на расстояние r, и указать направление вектора Е . Принять = 10 нКл/м2, r = 1,5R; 3) построить график E®.
5. Проводящий шарик с зарядом 40 нКл и массой 1,6 г перемещается из точки М в точку N, потенциал которой равен нулю. Какую скорость имел шарик в точке М, если в точке N его скорость была равна 0,4 м/с? Потенциал точки М равен 700 В.
6. Конденсатор неизвестной емкости с напряжением на обкладках 1000 В соединили параллельно с другим конденсатором емкостью 2 мкФ и напряжением на обкладках 400 В. Определить общий заряд конденсаторов.
7. Конденсатор, заполненный жидким диэлектриком с проницаемостью 2, зарядили, затратив на это 200 Дж энергии. Затем конденсатор отсоединили от ис точника, слили из него диэлектрик и разрядили. Определите энергию, которая выделилась при разрядке
воздушного конденсатора.
8. При включении проводника диаметром 0,5 мм и длиной 4,5 м разность потенциалов на его концах оказалась равной 1,2 В п ри токе 1 А. Чему равно удельное сопротивление проводника?
9. При равномерно возраставшей силе тока в проводнике сопротивлением 8 Oм выделилось 400 Дж теплоты. Определить заряд, проходящий по проводнику за это время же, равное 10 с, если сила тока в начальный момент времени равна нулю.
10. Три источника тока с ЭДС 1,8 В, 1,7 В, 1,5 В и внутренними сопротивлениями 0,2 Ом, 0,1 Ом и 0,1 Ом соединены одноименными полюсами параллельно друг другу и реостату с неизвестным сопротивлением. Какова сила тока, текущего по участку с реостатом, если известно, что в третьем элементе ток равен нулю ?
|
| |
| |
