2020-09-24
174
Пример 1. Давление неизменного количества идеального газа при постоянной температуре уменьшилось в 2 раза. Как и во сколько раз изменился при этом объем газа?
Решение: Так как процесс является изотермическим, то 
. Заменяем p1:
V2/V1 =2. Таким образом, объем увеличился в 2 раза.
Пример 2. В каком из приведенных ниже случаев внутренняя энергия гири увеличится?
| а) | нагревание гири на 5 0С; |
| б) | подъем гири на 5 м; |
| в) | Увеличение скорости гири на 15м/с; |
| г) | присоединение гири к пружине растянутой на 2см. |
Решение: Внутренняя энергия тела зависит от его температуры, массы и состава. Из всех перечисленных способов изменит внутреннюю энергию только нагревание на 5 0С.
| 1 |
| 2 |
| 3 |
«объем V – температура Т». Какой из показанных на рисунке
процессов происходит при постоянном давлении?
Решение: Процесс 1-2 происходит при постоянном объеме (по графику: V1 =V2) и является изохорным. Процесс 2-3 идет при
|
|
|
постоянной температуре (Т2 =Т3) – это изотермический 0 Т процесс. Рассмотрим процесс 3-1. Для изобарного процесса
выполняется соотношение: . Из соотношения следует, что большему объему соответствует и большая температура. Однако V1>V3, Т1<Т3. Следовательно, данный процесс не является изобарным. Ответ: такого процесса на рисунке нет.
Пример 4. Тепловой двигатель получает за один цикл от нагревателя 100 кДж тепла и совершает работу 200 кДж. Каков коэффициент полезного действия такого двигателя?
Решение: Рабочее тело теплового двигателя (газ) получает от нагревателя количество тепла Qн, расширяясь, совершает работу A и часть тепла Qх передает холодильнику. Таким образом, Qн = A+ Qх. Из этого выражения следует, что Qн>A. Таким образом, описанный в условии тепловой двигатель невозможен.
| 3 |
| 4 |
| 1 |
| 2 |
Решение: Тепло передается от более нагретого тела
более холодному. Свойства тел при этом никак не влияют на
направление процесса теплопередачи. Находим на рисунке брусок
который только получает тепло, но не передает. Это брусок 4 (к нему направлены стрелки). Он является самым холодным.
Пример 6. Идеальный газ совершил работу А = 200 Дж, при этом его внутренняя уменьшилась на ∆U = 300 Дж. Найти количество тепла, полученное газом.
Решение: Так как внутренняя энергия уменьшается, то ∆U = - 300 Дж. Согласно первому закону термодинамики Q = ∆U + A; Q =-300+500=200 кДж.
|
|
|
Пример 7. Какое количество теплоты требуется для нагревания m = 0,2 кг меди на
∆Т = 15 К? Удельная теплоемкость меди c = 380 Дж/(кг∙К).
Решение: Количество тепла, получаемое телом при нагревании
Q = c × m × D T = 380∙0,2∙15 =1440 Дж.
ЭЛЕКТРОСТАТИКА
Заряд q или Q, [ Кл ] – это свойство некоторых тел, определяющее их электрическое взаимодействие. Заряд бывает двух видов – положительный и отрицательный.
Наименьший (элементарный) заряд
e =1,6 ×10-19 Кл – это заряд элементарных частиц:
электрона
qЭ = - e = -1,6 ×10-19 Кл; протона qП = + e =1,6 ×10-19 Кл.
Электроны и протоны входят в состав атома. Количество электронов в атоме равно количеству протонов в ядре, следовательно, атомы и тела, которые из них состоят, нейтральны (не заряжены).
Тела получают заряды при взаимодействии в результате получения или потери электронов при взаимодействии тел.
Тогда заряд тела q = ± N × e, где N – целое число, показывающее количество
потерянных (+) или полученных (−) электронов.
Закон сохранения заряда: в замкнутой системе при взаимодействии тел
q 1 + q 2 + q 3 + ... = q 1¢ + q 2¢ + q 3¢ + ...,
где q1, q2, q3 –заряды тел до взаимодействия, q’1, q’2, q’3 –заряды тел после взаимодействия.
Взаимодействие зарядов. Заряды действуют друг на друга с силой F. Если заряды имеют одинаковые знаки, то они отталкиваются, а если знаки зарядов разные, то они притягиваются.
| q1 + |
| r |
| q2 |
| + |
|
F =
| F − F |
F где r – расстояние между точечными зарядами q1 и q2;
−
| + F |
| F − |
Н × м 2
Кл 2
–кулоновский коэффициент;
Электрическое поле – это особый (отличающийся от
вещества) вид материи, который создается заряженными телами и действует на другие заряженные тела.
