КОЛЕБАНИЯ
Гармонические
колебания
Сложение
колебаний
Затухающие
колебания
Вынужденные
колебания
Волны в упругой
среде
Волновое уравнение
Энергия
упругой волны
Стоячие
волны
Электромагнитные
волны
Световые волны
Геометрическая
оптика
Интерференция
света
Дифракция света
Поляризация света
Частично
поляризованный свет. Степень поляризации
Поляризация
при отражении и преломлении
Взаимодействие
света с веществом
Тонкий резиновый шар радиусом 2 см наполнен воздухом
при температуре 20°С и нормальном атмосферном
давлении. Каков будет радиус шара, если его опустить в воду с температурой 4°С на глубину 20 м?
Дано: r1 = 2 см = 0,02
м t1 = 20°С, Т1 = 293 К р1
= 105 Па h = 20 м t2 = 4°С,
Т2 = 277 К | Решение: | |
p1 = pатм Давление на глубине
p2 = pатм + ρgh = 3×105 Па. Запишем уравнение состояния
газа для двух случаев: на воздухе и на глубине: m = const, тогда ,
а объем шара . Тогда
| |
r2 – ? | |
,
, отсюда
1,4 см.
Ответ: r2 = 1,4 см.
Какая часть
газа осталась в баллоне, давление в котором было равно 12 МПа, а температура 27°С,
если давление упало до 105 Па? Баллон при этом охладился до – 23°С.
Дано: р1 = 12 Мпа = 12×106
Па t1 = 27°С, Т1 = 300 К р2
= 105 Па t1 = – 23°С, Т2 = 250
К | Решение: Т.к. мы имеем
баллон, то объем газа не меняется, т.е. V = const. Если же часть газа выпустили,
то изменилась его масса (была m1, стала m2). Запишем уравнение состояния газа
для двух случаев: ; . Разделим второе уравнение на первое, |

|
получим
или 
Ответ: 
Найдите
концентрацию молекул идеального газа в сосуде вместимостью 2 л при температуре
27°С, если внутренняя энергия его равна
300 Дж.
Дано: V = 2 л = 2×10-3
м3 t = 27°С, Т = 300 К U
= 300 Дж | Решение: Внутренняя энергия газа определяется по
формуле: . Уравнение состояния газа (уравнение
Клапейрона-Менделеева): |
n = ? |
|
.
Тогда
, отсюда
, а давление можно определить как p
= nkT. Решая совместно, получаем
2,4×1019
м–3.
Ответ: n = 2,4×1019
м–3.
Вычислить конечные температуру и давление одноатомного газа, находящегося
в баллоне объемом 1,5 м3 при температуре 300 К и давлении 1,8×106 Па, если этому газу сообщено количество
теплоты, равное 5,4×104 Дж.
Дано: V = 1.5 м3 Т1
= 300 К р1 = 1.8×106 Па Q
= 5.4×104 Дж | Решение: Первое начало термодинамики: Q = A + DU, где DU
– изменение внутренней энергии. . Т.к. имеем баллон, то V = const. Это изохорный процесс,
следовательно, A = 0. Тогда все тепло идет на изменение внутренней энергии Q =
DU. |
Т2 – ? р2 – ? |
,
отсюда
. νR – ? Уравнение
состояния газа: p1V = νRT1, следовательно
и
. Т2 = Т1 + DТ.
(K);
p2V = νRT2,
следовательно,
(Па).
Ответ: T2 = 304 K; p2 = 1,824 МПа.