Механика Молекулярная физика и термодинамика Электростатика и постоянный ток Электромагнетизм Закон Ампера ФИЗИКА АТОМА И ОСНОВЫ  ФИЗИКИ ЯДРА Геометрическая оптика

Физика задачи. Примеры контрольной по разделам Механика, Молекулярная физика, Электростатика, Оптика

Пример 8. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, произвёл работу А = 600 Дж. Температура Т1 нагревателя равна 500 К, температура холодильника Т2 = 300 К. Определить термический КПД цикла и количество теплоты, отданное холодильнику за один цикл.

Д а н о:

А = 600 Дж

Т1= 500 К Т2= 300 К 

h- ?

Q2 -?

Решение. Термический КПД цикла Карно

 h = (Т1 – Т2)/Т1 .

Количество теплоты, отданное холодильнику,

 Q2 = Q1 – A,

где Q1 = A / h – количество теплоты, полученной от нагревателя. Подставляя выражение для Q1 в формулу для Q2, получим

Q2 = A(1/h – 1).

Вычисляя, находим: 1) h = 0,4; 2) Q2 = 900 Дж.

 

Пример 9. Определить изменение энтропии DS при изотермическом расширении азота массой 10 г, если давление газа уменьшается от 100 до 50 кПа.

Д а н о:

m = 10 г 

р1 = 100 кПа

р2= 50 кПа

DS - ?

Решение . Изменение энтропии, учитывая, что процесс изотермический,

 (1)

Согласно 1-му закону термодинамики количество теплоты, полученное газом, Q = DU + A. Для изотермического процесса DU = 0, поэтому Q = A. Работа газа в изотермическом процессе

Подставив выражение для работы в формулу (1), найдём искомое изменение энтропии:

Вычисляя, получаем DS = 2,06 Дж/К.

Пример 10. Найти постоянные а и b Ван-дер-Ваальса для одного моля хлора, если известно, что критическая температура хлора Ткр = = 417 К, а критическое давление ркр = 7,6 МПа. Определить внутреннюю энергию газа, если при температуре Т =  273 К он занимает объем V2 = 2 л.

Д а н о:

Ткр = 417 К

ркр = 7,6 МПа

Т =  273 К

V2 = 2 л

а – ?

b – ?

U – ?

Решение. Физическую систему составляет один моль реального газа, уравнение состояния которого можно записать в виде

где а и b – постоянные Ван-дер-Ваальса; Vm – объём одного моля.

Критические параметры определяются через постоянные а и b следующим образом:

Ркр = а / (27 b2); Ткр = 8а / (27Rb); Vкр = 3b.

Выражая а и b через критическую температуру и критическое давление, находим

Внутренняя энергия реального газа

,

где i = 5 – число степеней свободы; Т – температура газа.

Подставляя числовые значения, получаем: а = 0,667 Н × м4/моль;
b = 5,69×10-5 м3/моль; U = 5,34 кДж.

Дифракция Фраунгофера на щели. Дифракционная решетка. Угловая дисперсия и разрешающая способность дифракционной решетки. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Виды поляризации. Закон Малюса. Поляризация при отражении от границы раздела двух диэлектриков. Закон Брюстера. Поляризационные приборы. Явление двойного лучепреломления.
Физика примеры решения задач