Идеальная тепловая машина использует в качестве рабочего тела 1 моль идеального одноатомного газа

Обновлено: 04.02.2025

Согласно условию задачи давление во всех точках занимаемого газом объема изменяется одинаково, т.к. в противном случае цикл было бы невозможно изобразить на -диаграмме. Следовательно, можно утверждать, что изменение параметров газа во время цикла осуществляется квазиравновесно, а потому температура газа во всех точках занимаемого им объема должна быть одинаковой и изменяться одновременно. Поскольку речь идет о цикле теплового двигателя, т.е. устройства, преобразующего тепловую энергию в механическую, работа газа за цикл должна быть положительной, а потому направление обхода цикла на -диаграмме должно быть таким, как показано стрелками на рисунке. Другими словами, газ в рассматриваемом цикле изобарически должен расширяться так, чтобы его температура, согласно условию задачи, возрастала от до . Поэтому на участке газ совершает работу, а его внутренняя энергия увеличивается.

Как известно, внутренняя энергия моля идеального одноатомного газа равна , где универсальная газовая постоянная. Воспользовавшись уравнением Клапейрона-Менделеева, можно доказать, что работа одного моля идеального газа при изобарическом нагревании на один кельвин равна . Следовательно, молярная теплоемкость идеального одноатомного газа при изобарическом процессе равна .

Полагая, как обычно, что механическая энергия центра масс газа относительно инерциального наблюдателя неизменна, с учетом сказанного в предыдущем абзаце можно утверждать, что на участке газ должен получить от нагревателя количество теплоты . По определению, при адиабатическом изменении параметров (участки и теплообмена газа с окружающими телами нет. Наконец, при изохорическом процессе (участок газ не совершает работы, а его температура должна уменьшаться, т.к. уменьшается давление при неизменном объеме и количестве газа. Следовательно, на этом участке цикла газ отдает холодильнику количество теплоты , равное уменьшению его внутренней энергии.

По условию задачи КПД цикла, т.е. отношение совершенной газом работы за цикл к количеству теплоты, полученному газом от нагревателя за тот же промежуток времени, равен . Учитывая сделанное ранее предположение о неизменности механической энергии центра масс газа и то, что теплообмен во время цикла происходит только при изобарическом и изохорическом процессах, на основании закона сохранения энергии можно утверждать, что работа газа за цикл . Следовательно, КПД цикла равен , а отдаваемое газом количество теплоты за цикл

$\begin \Delta Q_> = 25 (1 - \eta ) (T_2 - T_1 ) R. \end$

Ускоренная подготовка к ЕГЭ с репетиторами Учи.Дома. Записывайтесь на бесплатное занятие!

-->

Задание 10 № 26720

На рисунке показан циклический процесс изменения состояния 1 моль одноатомного идеального газа. На каком участке цикла изменение внутренней энергии газа равно полученному газом количеству теплоты?

В процессе 1 температура постоянна, поэтому внутренняя энергия не изменяется. Давление увеличивается, поэтому объем уменьшается, следовательно, работа, совершенная газом, отрицательна. По первому закону термодинамики и газ отдает некоторое количество теплоты.

В процессе 2 объем газа не изменяется, поэтому газ работу не совершает. Температура газа растет, потому внутренняя энергия увеличивается. По первому закону термодинамики , т. е. внутренняя энергия газа увеличивается за счет полученной теплоты.

Задание 12 № 10469

Зависимость температуры 1 моль одноатомного идеального газа от давления показана на рисунке. Выберите из предложенных утверждений все, которые верно отражают результаты этого эксперимента.

1) В процессе 1–2 объём газа увеличился в 3 раза.

2) В процессе 2–3 газ совершал положительную работу.

3) В процессе 2–3 внутренняя энергия газа уменьшалась.

4) В процессе 1–2 газ отдал положительное количество теплоты.

5) В процессе 1–2 концентрация молекул газа не менялась.

1) В процессе 1–2 объём газа был постоянным. Утверждение 1 неверно.

2) В процессе 2–3 газ расширялся, и, значит, совершал положительную работу. Утверждение 2 верно.

3) В процессе 2–3 внутренняя энергия газа не изменялась. Утверждение 3 неверно.

4) В процессе 1–2 газ нагрелся, его внутренняя энергия увеличилась, работа газа была равна нулю, значит, газ получил положительное количество теплоты. Утверждение 4 неверно.

5) В процессе 1–2 объём газа был постоянным, значит, и концентрация молекул газа не менялась. Утверждение 5 верно.

Задание 27 № 10202

В гладком закреплённом теплоизолированном горизонтальном цилиндре находится 1 моль идеального одноатомного газа (гелия) при температуре T₁ = 200 К, отделённый от окружающей среды — вакуума — теплоизолированным поршнем массой m = 3 кг. Вначале поршень удерживали на месте, а затем придали ему скорость V = 15 м/с, направленную в сторону газа. Чему будет равна среднеквадратичная скорость атомов гелия в момент остановки поршня? Поршень в цилиндре движется без трения.

1. Из условия задачи понятно, что по мере движения поршня в адиабатических условиях газ будет сжиматься и нагреваться, а поршень — тормозиться, вплоть до остановки.

2. В момент остановки, т. е. при максимальном сжатии гелия, вся начальная кинетическая энергия поршня перейдет во внутреннюю энергию гелия.

3. Вначале 1 моль одноатомного гелия обладал внутренней энергией а в конце процесса, согласно закону сохранения энергии,

Задание 27 № 10271

В гладком закреплённом теплоизолированном горизонтальном цилиндре находится 1 моль идеального одноатомного газа (гелия) при температуре T₁ = 300 К, отделённый от окружающей среды — вакуума — теплоизолированным поршнем массой m = 2 кг. Вначале поршень удерживали на месте, а затем придали ему скорость V = 10 м/с, направленную в сторону газа. Чему будет равна среднеквадратичная скорость атомов гелия в момент остановки поршня? Поршень в цилиндре движется без трения.

4. Среднеквадратичная скорость атомов гелия в момент остановки поршня связана с температурой формулой и, таким образом, равна

Аналоги к заданию № 10202: 10271 Все

Задание 11 № 20019

На рТ−диаграмме показан процесс изменения состояния 1 моль одноатомного идеального газа. Газ в этом процессе получил количество теплоты, равное 3 кДж. Определите работу, совершённую газом. Ответ дайте в килоджоулях.

Так как на графике изображён изотермический процесс, то внутренняя энергия тела не изменяется. По первому закону термодинамики Т. к. то

Задание 13 № 5450

На рисунке показан процесс изменения состояния одного моля одноатомного идеального газа (U — внутренняя энергия газа; V — занимаемый им объём). Как изменяются в ходе этого процесса давление, абсолютная температура и теплоёмкость газа?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Температура газа

Давление газа

Теплоёмкость газа

1) Внутренняя энергия одного моля одноатомного идеального газа зависит только от температуры, ее изменение определяется выражением: Таким образом, внутренняя энергия увеличивается с увеличением температуры. Из приведенного графика видно, что значит, абсолютная температура увеличилась.

2) Т. к. U связано с температурой линейно, зависимость от V линейна, следовательно, Сравнивая полученное выражение с уравнением Менделеева-Клапейрона для одного моля получаем, что давление газа не изменилось.

3) Теплоёмкость газа определяется выражением теплоёмкость постоянна.

Задание 13 № 5520

На рисунке показан процесс изменения состояния одного моля одноатомного идеального газа (U — внутренняя энергия газа; р — его давление). Как изменяются в ходе этого процесса абсолютная температура, объём и теплоёмкость газа?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Температура газа

Объём газа

Теплоёмкость газа

1) Внутренняя энергия одного моля одноатомного идеального газа зависит только от температуры, ее изменение определяется выражением: Таким образом, внутренняя энергия уменьшается с уменьшением температуры. Из приведенного графика видно, что значит, абсолютная температура уменьшилась.

2) Поскольку U для идеального газа связано с температурой линейно, то зависимость от P линейна, следовательно, Сравнивая полученное выражение с уравнением Менделеева-Клапейрона для одного моля получаем, что объём газа не изменился.

3) Теплоёмкость газа определяется выражением В данном процессе работа газа равна нулю, в результате, теплоёмкость оставалась неизменной.

Задание 13 № 5625

На рисунке показан процесс изменения состояния одного моля одноатомного идеального газа (U — внутренняя энергия газа; p — его давление). Как изменяются в ходе этого процесса объём, абсолютная температура и теплоёмкость газа?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменилась

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.

Цифры в ответе могут повторяться.

Объём газа

Температура газа

Теплоёмкость газа

1) Т. к. U связано с температурой линейно, зависимость от p линейна, следовательно, Сравнивая полученное выражение с уравнением Менделеева — Клапейрона для одного моля получаем, что объём газа не изменился.

2) Внутренняя энергия одного моля одноатомного идеального газа зависит только от температуры, ее изменение определяется выражением: Таким образом, внутренняя энергия увеличивается с увеличением температуры. Из приведенного графика видно, что значит, абсолютная температура увеличилась.

3) Теплоёмкость газа определяется выражением В данном процессе работа газа равна нулю, в результате, теплоёмкость оставалась постоянной.

Задание 13 № 5415

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Давление газа

Температура газа

Теплоёмкость газа

1) Т. к. U связана с объемом линейно, следовательно, т. е. давление газа не изменилось.

2) Внутренняя энергия одного моля одноатомного идеального газа зависит только от температуры, ее изменение определяется выражением: Таким образом, внутренняя энергия уменьшается с уменьшением температуры. Из приведенного графика видно, что значит, абсолютная температура уменьшилась.

3) Теплоёмкость газа определяется выражением теплоёмкость постоянна.

Задание 12 № 27089

На pV -диаграмме показан процесс 1−2, в котором участвует 0,1 моля идеального одноатомного газа. 1 атм. = 10 5 Па.

Выберите все верные утверждения относительно этого процесса. Запишите цифры, под которыми они указаны.

1) Температура газа в состоянии 2 больше 500 К.

2) Температура газа в состоянии 1 меньше 500 К.

3) В процессе 1−2 внутренняя энергия газа только убывает.

4) В процессе 1−2 внутренняя энергия газа только возрастает.

5) В процессе 1–−2 газ совершает положительную работу.

1) Верно. Из уравнения Клапейрона-Менделеева следует, что температура в состоянии 2

2) Неверно. Из уравнения Клапейрона-Менделеева

3) Неверно. Возьмем на графике еще одну точку, в которой давление равно 3 атм и объем 3 л. В этой точке температура

Следовательно, в данном процессе температура сначала возрастала, а потом убывала. Значит, и внутренняя энергия идеального газа сначала возрастала, а потом убывала.

4) Неверно. Следует из предыдущих рассуждений.

5) Верно. Газ расширяется в процессе 1−2, значит, он совершал положительную работу.

Задание 12 № 27123

На pV -диаграмме показан процесс 1−2, в котором участвует 0,1 моля идеального одноатомного газа. 1 атм. = 10 5 Па.

Выберите все верные утверждения относительно этого процесса. Запишите цифры, под которыми они указаны.

1) Температура газа в состоянии 1 меньше 600 К.

2) Температура газа в состоянии 2 больше 250 К.

3) В процессе 1−2 газ совершает отрицательную работу.

4) В процессе 1−2 внутренняя энергия газа только убывает.

5) В процессе 1−2 внутренняя энергия газа только возрастает.

1) Неверно. Из уравнения Клапейрона-Менделеева следует, что температура в состоянии 1

2) Верно. Из уравнения Клапейрона-Менделеева в состоянии 2 температура

3) Верно. Объем газа в процессе 1-2 уменьшается, газ совершает отрицательную работу.

4) Возьмем на графике еще одну точку, в которой давление равно 3 атм и объем 3 л. В этой точке температура

5) Неверно. Следует из предыдущих рассуждений.

Задания Д13 № 3193

Внутренняя энергия молей одноатомного идеального газа равна U. Газ занимает объем V. R — универсальная газовая постоянная. Чему равны давление и температура газа? Установите соответствие между физическими величинами и выражениями для них.

А) Давление газа

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа связана с его температурой соотношением

Следовательно, температура газа равна (Б — 3). Давление, температура и занимаемый идеальным газом объем не независимы, они связаны уравнением состояния Клапейрона-Менделеева: Таким образом, давление газа равно (А — 1).

Задания Д13 № 4140

На рисунке изображён циклический процесс, совершаемый над одноатомным идеальным газом в количестве 1 моль.

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) Количество теплоты, поглощаемое газом в процессе изобарического расширения

Б) Изменение внутренней энергии газа в процессе изохорического охлаждения

Идеальный газ подчиняется уравнению состояния Клапейрона-Менделеева:

Изменение внутренней энергии одноатомного идеального газа равно:

Изобарическому расширению соответствует процесс 1-2. Согласно первому началу термодинамики, все переданное газу тепло идет на совершение газом работы против внешних сил и на изменение внутренней энергии: В данном случае, Таким образом, количество теплоты, поглощаемое газом в процессе изобарического расширения равно то есть (А — 2).

Изохорическому охлаждению соответствует процесс 2-3.

Изменение внутренней энергии при этом равно то есть (Б — 3).

Задание 12 № 10220

Два моля одноатомного идеального газа участвуют в циклическом процессе, график которого изображён на UV-диаграмме (U — внутренняя энергия газа, V — его объём).

Выберите все верные утверждения на основании анализа представленного графика.

1) В процессе 1–2 газ изобарно нагревается.

2) В процессе 2–3 температура газа увеличивается.

3) В процессе 3–4 газ отдаёт некоторое количество теплоты.

4) В процессе 4–1 работа газа отрицательная.

5) В процессе 1–2 газ совершает работу 200 Дж.

Проверим правильность утверждений.

Внутренняя энергия идеального одноатомного газа зависит только от температуры и вычисляется по формуле

следовательно, на рисунке изображен аналог TV-диаграммы.

1) В процессе 1–2 газ изохорно нагревается. Утверждение 1 — неверно.

2) В процессе 2–3 температура газа не изменяется. Утверждение 2 — неверно.

3) В процессе 3–4 газ изохорно охлаждается и, следовательно, отдаёт некоторое количество теплоты. Утверждение 3 — верно.

4) В процессе 4–1 объем газа уменьшается и, следовательно, он совершает отрицательную работу. Утверждение 4 — верно.

5) В процессе 1–2 газ не совершает работу. Утверждение 5 — неверно.

Задание 25 № 23248

В теплоизолированном сосуде с жёсткими стенками находятся 0,1 моля идеального одноатомного газа и пружинный маятник. Жёсткость пружины маятника 1000 Н/м, амплитуда колебаний его груза 10 см. Считая, что нагревается только газ, найдите, на сколько градусов повысится температура газа после того, как колебания маятника прекратятся из-за действия силы вязкого трения. Ответ округлите до целого числа. Ответ дайте в градусах Цельсия.

Колеблющийся маятник обладает энергией Колебания являются затухающими, потому что из-за вязкого трения данная энергия передается в виде теплоты газу. Поскольку газ находится в жёстком сосуде, то его объём неизменен, поэтому работу газ не совершает. Тогда вся полученная теплота идёт на увеличение внутренней энергии газа Отсюда находим изменение температуры газа:

Задание 25 № 23312

С идеальным одноатомным газом в количестве 0,1 моля проводят процесс 1−2−3−4, изображённый на pV−диаграмме. Известно, что работа, совершаемая газом в процессе 1−2, в три раза больше работы, которую совершают внешние силы над газом в процессе 3−4. Какое количество теплоты отдаёт газ в процессе 2−3, если температура газа в состоянии 3 равна 300 К? В качестве ответа запишите модуль количества теплоты, округлив результат до целого числа. Ответ дайте в джоулях.

Участки графика 1−2 и 3−4 — изобарные процессы, причем изменение объёмов на обоих участках одинаковое. Работа газа при изобарном процессе находится по формуле Так как по модулю работы отличаются в 3 раза, то и давления так же отличаются в 3 раза. На участке 2−3 происходит изохорный процесс, следовательно, газ работу не совершает. По первому закону термодинамики При изохорном процессе Значит, при уменьшении давления в 3 раза температура уменьшается так же в 3 раза, т. е. Таким образом, Отданное количество теплоты на участке 2−3 равно 748 Дж.

Задача 1. Цикл тепловой машины, рабочим веществом которой является один моль одноатомного идеального газа, состоит из изотермического расширения, изохорного охлаждения и адиабатического сжатия. В изохорном процессе температура газа понижается на , а работа, совершенная газом в изотермическом процессе, равна . Определите КПД тепловой машины.

Решение. Вся закрашенная область на рисунке – работа в изотермическом процессе.

Так как , то и . Значит, .

Работа в изохорном процессе равна нулю: , .

На участке 1-2 газ получал тепло, на участке 2-3 – отдавал. Определяем КПД:

$\eta=1-\frac{Q_x}{Q_n}=1-\frac{\frac{3}{2}\nu R\Delta T }{A}=1-\frac{3\nu R\Delta T }{2A}$

Ответ:

Задача 2. Тепловой двигатель использует в качестве рабочего вещества 1 моль идеального одноатомного газа. Цикл работы двигателя изображен на -диаграмме и состоит из двух адиабат, изохоры и изобары. Зная, что КПД этого цикла , а минимальная и максимальная температуры газа при изохорном процессе С и , определите количество теплоты, получаемое газом за цикл.

Решение. На участке 1-2 газ получал тепло, на участке 3-4 – отдавал. Определяем КПД:

Минимальная температура К, К.

$Q_{12}=\frac{ Q_{34}}{0,85}=\frac{3}{2\cdot 0,85}\nu R\Delta T=\frac{3}{2\cdot 0,85}\cdot8,31\cdot 265=3886$

Задача 3. В идеальной тепловой машине за счет каждого килоджоуля энергии, получаемой от нагревателя, совершается работа Дж. Определите КПД машины и температуру нагревателя, если температура холодильника К.

Решение. Дж – так как поступает 1000 Дж, и 300 тратится на работу. Определим КПД:

$\eta=1-\frac{T_x}{T_n}=1-\frac{700}{1000}=0,3$

Ответ: 400 К, .

Задача 4. В ходе цикла Карно рабочее вещество получает от нагревателя количество теплоты кДж. Температуры нагревателя и холодильника равны соответственно К и К. Определите работу , совершаемую рабочим веществом за цикл.

Решение. Определяем КПД по температурам.

$\eta=1-\frac{T_x}{T_n}=1-\frac{280}{450}=0,62$

$A=\eta Q=0,62\cdot 300=113,3$

Задача 5. Двигатель внутреннего сгорания имeeт КПД при температуре горения топлива С и при температуре отходящих газов С. На какую величину КПД идеальной тепловой машины, работающей при тех же температурах нагревателя и холодильника, превышает КПД данного двигателя?

Определяем КПД по температурам.

$\eta=1-\frac{T_x}{T_n}=1-\frac{927+273-447-273}{927+273}=\frac{480}{1200}=0,4$

Это для идеальной машины. Этот КПД отличается от данного на 12%.

Задача 6. График циклического процесса, происходящего с идеальным одноатомным газом, изображен на рисунке. Определите работу , совершенную газом в этом процессе, если количество газа моль, К, К, К.

Решение. Перерисуем данный график в оси – в данных осях это будет прямоугольник. Так как К, а К – отличаются в 2 раза, то К.

Работа в процессе 2-3 будет равна

$A_{23}=\nu R\Delta T_{23}=3\cdot 8,31\cdot 1600=39888$

Работа в процессе 4-1 будет равна

$A_{41}=\nu R\Delta T_{23}=3\cdot 8,31\cdot 800=19944$

Задача 7. На -диаграмме (см. рисунок) изображены графики двух циклических процессов, которые проводят с одноатомным газом: 1-2-3-1 и 1-3-4-1. У какого из циклов КПД больше и во сколько раз?

Решение. Рассмотрим цикл 1231:

$Q_{12}=\Delta U_{12}=\frac{3}{2}(2p_0V_0-p_0V_0)$

$Q_{23}=\frac{5}{2}\cdot 2p_0\cdot 2V_0=10p_0V_0$

$Q= Q_{12}+ Q_{23}=11,5p_0V_0$

Работа в цикле равна площади цикла:

$\eta_{1231}=\frac{A}{Q}=\frac{ p_0V_0}{11,5 p_0V_0}=0,087$

Теперь рассмотрим цикл 1341:

$Q_{13}=\frac{p_0+2p_0}{2}\cdot 2V_0+\frac{3}{2}(6p_0V_0-p_0V_0)$

Работа в данном цикле такая же, как и в предыдущем.

$\eta_{1341}=\frac{A}{ Q_{13}}=\frac{ p_0V_0}{10,5 p_0V_0}=0,095$

У цикла 1341 КПД больше, определим во сколько раз:

$\frac{\eta_{1341}}{\eta_{1231}}=\frac{1}{10,5}\cdot \frac{11,5}{1}=1,095$

Ответ: в 1,095 раз.

Задача 8. Определите отношение коэффициентов полезного действия двух циклических процессов, проведенных с идеальным одноатомным газом: 1-2-3-4-1 (первый процесс) и 5-6-7-4-5 (второй процесс). Графики процессов представлены на рисунке.

На рисунке в -координатах изображены возможные циклы теплового двигателя, состоящие из изобары, изохоры и адиабаты. Поскольку по условию задачи температура газа должна становиться максимальной при адиабатическом процессе, заданный цикл должен иметь вид, показанный на рисунке (а).

Учитывая, что газ находится все время в квазиравновесном состоянии, можно утверждать, что со стороны газа на ограничивающие его объем тела действуют лишь силы, направленные по нормали к границам этих тел. Поэтому на участке (участке изохорического нагревания) газ не совершает работы. Поскольку внутренняя энергия моля идеального одноатомного газа равна , где универсальная газовая постоянная, а абсолютная температура газа по шкале Кельвина, то можно утверждать, что количество теплоты, получаемое газом на этом участке, равно .

На участке тепло должно отводиться от газа, т.к. внутренняя энергия газа уменьшается и над газом совершают работу, равную , где давление газа при уменьшении его объема на величину . Воспользовавшись уравнением Клапейрона-Менделеева, можно доказать, что молярная теплоемкость идеального одноатомного газа при изобарическом процессе равна . Следовательно, на участке от газа должно быть отведено количество теплоты .

На участке (участок адиабатического расширения), согласно определению адиабатического процесса, теплообмена газа с окружающими телами нет, газ совершает работу за счет уменьшения его внутренней энергии.

Коэффициент полезного действия цикла, по определению, равен , где совершенная газом за цикл работа, а полученное от нагревателя за цикл количество теплоты. Считая, что потенциальная и кинетическая энергии центра масс газа в конце и начале цикла одинаковы, можно воспользоваться первым законом термодинамики и утверждать, что , где количество теплоты, отданное холодильнику газом за цикл.

Решая составленные уравнения совместно, можно доказать, что температура газа в конце адиабатического расширения (точка на рисунке (а)) должна быть равна

$\begin T_2 = 06 (1 - \eta ) T_1 + (04 + 06 \eta ) T_3 . \end$

Наконец, воспользовавшись полученным значением и уравнением Клапейрона-Менделеева, определим работу над газом при его сжатии, т.е. работу, совершаемую над газом на участке :

$\begin A_ = p_2 (V_2 - V_3 ) = R (T_2 - T_3 ) = 06 R (1 - \eta ) (T_1 - T_3 ). \end$

С1. При изучении давления света проведены два опыта с одним и тем же лазером. В первом опыте свет лазера направляется на пластинку, покрытую сажей, а во втором - на зеркальную пластинку такой же плошади. В обоих опытах пластинки находятся на одинаковом расстоянии от лазера и свет падает перпендикулярно поверхности пластинок.
Как изменится сила давления света на пластинку во втором опыте по сравнению с первым? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения. (Решение)

С2. Шайба массой m =100 г начинает движение по желобу AB из точки А из состояния покоя. Точка А расположена выше точки В на высоте H = 6 м. В процессе движения по желобу механическая энергия шайбы из-за трения уменьшается на величину ΔE. В точке В шайба вылетает из желоба под углом α =15° к горизонту и падает на землю в точке D, находящейся на одной горизонтали с точкой В (см. рисунок). BD = 4 м. Найдите величину ΔE. Сопротивлением воздуха пренебречь. (Решение)

С3. Тепловой двигатель использует в качестве рабочего вещества 1 моль идеального одноатомного газа. Цикл работы двигателя изображён на pV-диаграмме и состоит из двух адиабат, изохоры, изобары. Зная, что КПД этого цикла η =15%, а минимальная и максимальная температуры газа при изохорном процессе t_min = 37 °C и t_max = 302 °C, определите количество теплоты, получаемое газом за цикл. (Решение)

С4. Какая тепловая мощность будет выделяться на резисторе R₁ в схеме, изображённой на рисунке, если резистор R₂ перегорит (превратится в разрыв цепи)? Все резисторы, включённые в схему, имеют одинаковое сопротивление R = 20 Ом. Внутреннее сопротивление источника r = 2 Ом; его ЭДС = 110 В. (Решение)

С5. Квадратная проволочная рамка со стороной l =10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией В. → На рисунке изображено изменение проекции вектора В → на перпендикуляр к плоскости рамки с течением времени. За время t =10 с в рамке выделяется количество теплоты Q = 0,1 мДж. Каково сопротивление проволоки, из которой сделана рамка? (Решение)

С6. На рисунке представлены энергетические уровни атома и указаны частоты световых волн, испускаемых и поглощаемых при переходах между ними: ν ₁₃ = 7·10 14 Гц; ν ₃₂ = 3·10 14 Гц. При переходе с уровня Е₄ на уровень Е₁ атом излучает свет с длиной волны λ = 360 нм. Какова частота колебаний световой волны, поглощаемой атомом при переходе с уровня Е₂ на уровень Е₄? (Решение)

Читайте также: