Тема №23 МКТ и Термодинамика. Электродинамика (Расчетная задача)

16 Задания СтатГрада

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №23 мкт и термодинамика. электродинамика (расчетная задача)
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#115437

В лаборатории есть незаряженный плоский с квадратными пластинами. Площадь каждой его пластины S = 400  см2, а расстоянием между ними очень мало. В некоторый момент одной пластине сообщили заряд q1 = +0,5  мкКл, а другой – заряд q2 = +0,3  мкКл. Найдите установившееся значение модуля напряженности электрического поля между первой и второй пластинами конденсатора.

Источники: СтатГрад 11.02.2022 Физика 1

Показать ответ и решение

Принцип суперпозиции электрических полей гласит, что напряжённость поля системы зарядов равна векторной сумме напряжённостей полей, которые создавал бы каждый из зарядов системы в отдельности.
Поэтому результирующее напряженность в конденсаторе равна

⃗E = E⃗1 + ⃗E2,

где E⃗1  - вектор напряженность левой пластинки;
E⃗2 - вектор напряженность правой пластинки.
В нашем случае вектора напряженностей направлены навстречу друг другу, поэтому

E = E − E .
     1   2

Поскольку размеры пластин много больше расстояния между ними, можем пренебречь краевыми эффектами.
Ёмкость конденсатора вычисляется по формуле

    𝜀0S
C =  d ,

где           − 12 Ф
𝜀0 = 8,85⋅10  м-  ;
S  - площадь пластинок;
d  - расстояние между пластинками.
Напряжение на конденсаторе равно

    q    qd
U = C-= 𝜀0S.

Тогда напряженность равна

E′ = U-=-q-.
     d  𝜀0S

Тогда напряженность одной пластинки  ′
E∕2  .
В нашем случае

                  q1− q2
E = E1 − E2 = E′∕2=-2𝜀0S-.

Тогда

                  −6
E = --(0,5-− 0,3)⋅10----≈282,5 кВ/м.
    2⋅8,85 ⋅10−12⋅4⋅10−2
Ответ:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#115439

В лаборатории есть незаряженный плоский с квадратными пластинами. Площадь каждой его пластины S = 300  см2, а расстоянием между ними очень мало. В некоторый момент одной пластине сообщили заряд q1 = −0,4  мкКл, а другой – заряд q2 = −0,6  мкКл. Найдите установившееся значение модуля напряженности электрического поля между первой и второй пластинами конденсатора.

Источники: СтатГрад 11.02.2022 Физика 2

Показать ответ и решение

Принцип суперпозиции электрических полей гласит, что напряжённость поля системы зарядов равна векторной сумме напряжённостей полей, которые создавал бы каждый из зарядов системы в отдельности.
Поэтому результирующее напряженность в конденсаторе равна

⃗E = E⃗1 + ⃗E2,

где E⃗1  - вектор напряженность левой пластинки;
E⃗2 - вектор напряженность правой пластинки.
В нашем случае вектора напряженностей направлены навстречу друг другу, поэтому

E = E − E .
     1   2

Поскольку размеры пластин много больше расстояния между ними, можем пренебречь краевыми эффектами.
Ёмкость конденсатора вычисляется по формуле

    𝜀0S
C =  d ,

где           − 12 Ф
𝜀0 = 8,85⋅10  м-  ;
S  - площадь пластинок;
d  - расстояние между пластинками.
Напряжение на конденсаторе равно

    q    qd
U = C-= 𝜀0S.

Тогда напряженность равна

E′ = U-=-q-.
     d  𝜀0S

Тогда напряженность одной пластинки  ′
E∕2  .
В нашем случае

                  q1− q2
E = E1 − E2 = E′∕2=-2𝜀0S-.

Тогда

                    −6
E = (−0,4−-(−-0,6))⋅10---≈376,6 кВ/м.
    2⋅8,85 ⋅10−12⋅3⋅10−2
Ответ:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#115440

В теплоизолированном цилиндре объёмом V = 20  л под поршнем находится 1 моль идеального одноатомного газа – неона – под давлением p =105  Па. Затем поршень сдвигается, и газ совершает работу A = 500  Дж. Найдите изменение среднеквадратичной скорости теплового движения атомов неона в данном процессе.

Источники: СтатГрад 11.02.2022 Физика 1

Показать ответ и решение

Запишем уравнение Менделеева-Клайперона

pV = νRT,  (1)

где ν  - количества вещества;
R  - газовая постоянная.
Внутренняя энергия одноатомного газа вычисляется по формуле

U = 3νRT.
    2

Объединяя (1) и (2), получим

U = 3pV.
    2

Средняя кинетическая энергия теплового движения атомов одноатомного газа равна

       ∘ ----
vср.кв =  3RT-, (3)
          μ

где mu  - молярная масса вещества.
Объединяя (3) и (1) и учитывая, что ν = 1  , получим

      ∘ 3pV-
vср.кв =   μ  .

Поскольку газ находится в теплоизолированном сосуде, то рассматриваемый процесс можно считать адиабатическим. Согласно первому закону термодинамики

ΔU = −A,

где A  - работа газа.
Тогда

U = U − A = 3pV − A= 3 RT .
 2   1      2        2   2

Тогда средняя кинетическая энергия теплового движения во втором состоянии равна

        ∘-3pV-−-2A
vср.кв.2 =   ---μ---.

Тогда, учитывая, что для неона μ= 20г/м оль

                    ∘ --------  ∘ ----
Δv = vср.кв.2− vср.кв.1 =  3pV −-2A-−  3pV.
                         μ         μ

Подставляя численные значения, получим

     ∘ ----5------−3-------- ∘ ----5------−3-
Δv =   3⋅10-⋅20⋅10−3−-2⋅500−   3⋅10-⋅20⋅−130--≈ − 48 м/с.
              20 ⋅10                20⋅10
Ответ:
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!