Rozwiązanie zadań z fizyki zad. 1 - 9

Nasza ocena:

5
Pobrań: 91
Wyświetleń: 756
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Rozwiązanie zadań z fizyki zad. 1 - 9 - strona 1 Rozwiązanie zadań z fizyki zad. 1 - 9 - strona 2 Rozwiązanie zadań z fizyki zad. 1 - 9 - strona 3

Fragment notatki:

1. 5,6  g  tlenku węgla znajduje się w temperaturze 17 ° C  pod ciśnieniem 2⋅10 5 N m 2 . Po  ogrzaniu przy stałym ciśnieniu gaz zajął objętość 5  dm 3 . Znaleźć ciepło pobrane przez gaz.  Q = m c p    T , gdzie  c p =1,043 J g K . Aby wyliczyć pobrane ciepło trzeba jeszcze wiedzieć, jaka jest zmiana temperatury, co można  wyliczyć z równania Clapeyrona: pV k  = nRT k  ⇒  T k = pV k nR  T  = T k – T p = pV k nR − T p Podstawiając otrzymujemy:  Q = m c p   pVk nR − T P  Wiedząc, że masa molowa tlenku węgla wynosi:  M  =28,01 g mol , możemy podstawić:  n = m M .    Q = m c p  pVkm M R − T P = mcp pVkm M R − mc p T P  =  M c p pV k R − m c p T P Podstawiając:  Q =28,01 g mol ⋅ 1,043 J gK ⋅ 2⋅10 5 N m 2⋅0,005  m 3 8,31 J mol ⋅ K –  5,6  g ⋅1,043 J gK ⋅ 290,15  K  ≈1821  J  ≈435  cal 2. Gaz wieloatomowy, rozszerzając się wykonuje pracę 245  J  . Jaką ilość ciepła otrzymał gaz,  jeżeli była to przemiana: 1) izobaryczna, 2) izotermiczna. Dla przemiany izobarycznej praca wyraża się wzorem: W  = ∫ V p V k p dV  =  p ∫ V p V k dV  =  p  V k – V p  =  p    V Z pierwszej zasady termodynamiki otrzymujemy bilans cieplny w trakcie przemiany:  U  = Q − W  ⇒ Q = U   W Z równania Clapeyrona wiemy, że:  p   V  = n R    T  , czyli:  W  = n R  T  . Energia wewnętrzna:  U  = n c p    T Wiemy, że gaz jest wieloatomowy, więc ma 6 stopni swobody (ruch w trzech kierunkach i obroty  względem trzech prostopadłych osi), a to oznacza, że = c p cv = 8 6 .  c p = 4 3 c v . Znamy też drugą  zależność między ciepłami właściwymi:  c p – cv = R  . Rozwiązując układ równań otrzymujemy: 4 3 c v – cv =  R  ⇒ 1 3 c v =  R  ⇒  cv =3R oraz  c p = 4 3 c v = 4R . Wracając do wzoru na energię wewnętrzną:  U  =4  n R  T  . Podstawiając wszystko do bilansu cieplnego:  Q =4  n R   T   n R  T  =5  n R  T  . Porównując  ze wzorem na pracę otrzymujemy:  Q =5   W  =5⋅245  J  =1225  J  ≈5128  kcal  . W przemianie izotermicznej temperatura się nie zmienia, więc energia wewnętrzna:  U  = n c p    T  =0 Wobec tego z bilansu cieplnego wynika, że:  U  = Q − W  =0⇒  Q = W  =245  J  ≈1026  kcal  . 3. W wyniku rozszerzania adiabatycznego tlenu, o masie 3,2  g  i temperaturze początkowej

(…)

…, w odległości 2,65 cm od
środka.
Odległość badanego punktu od każdego z
ładunków można obliczyć z twierdzenia
Pitagorasa: R2=3 m22,65 m2≈16,02 m2 .
Qq 0
F
Q
=k 2 =k 2 ,
q0
R q0
R
gdzie: E – natężenie pola elektrycznego, q 0 ładunek próbny, F – siła działająca na q 0 , Q –
2
9 Nm
ładunek wytwarzający pole, k =9,0⋅10
.
C2
Ponieważ pole tworzą dwa identyczne ładunki punktowe położone w równej odległości od naszego
punktu, więc szukane natężenie będzie równe:
2
−6
2Q
Nm 2⋅10⋅10 C
N
E=k 2 =9,0⋅10 9 2 ⋅
≈11234
2
C
R
C
16,02 m
Wzór na natężenie: E=
8. Okres wahań wahadła prostego zbudowanego z nieprzewodzącej nici i małej kulki o masie
m=25 g wynosi T 1=1,5 s . Po naładowaniu kulki ładunkiem q=1,5⋅10−3 C okres wahań
wahadła wynosi T 2=1,12 s . Obliczyć natężenie pola elektrycznego Ziemi.
W przypadku nienaładowanej…
… kulki ruch harmoniczny powoduje siła grawitacji, która powoduje
działanie na kulkę przyspieszenia g: F 1=mg . Po naładowaniu kulki będzie działać siła
wypadkowa powiększona o siłę elektrostatyczną, a na kulkę zadziała przyspieszenie a:
F 2=mg  F e =ma .


l
l
oraz w drugim: T 2=2 
.
g
a
Dzieląc, a następnie podnosząc do kwadratu stronami oba równania otrzymamy:
2
2
T1
T
a
= ⇒a= g 1
T2
g
T2
Wzór…
... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz