Геометрия
Практикум
Математика
Лекции
Графика
Сопромат
Алгебра
Физика

Контрольная

Задачи
Типовой
На главную
Черчение
Механика
Курсовая
Электротехника

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

Пример 7. Определить, при каком градиенте плотности углекислого газа через каждый квадратный метр поверхности почвы продиффундирует в атмосферу в течение 1 ч масса газа мг, если коэффициент диффузии см2/с.

Решение. Масса газа, переносимая в результате диффузии, определяется законом Фика:

 , (1)

где D – коэффициент диффузии;  – градиент плотности, т.е. изменение плотности, приходящееся на 1 м толщины слоя почвы; S – площадь поверхности слоя; t – длительность диффузии.

Из (1) выразим искомый градиент плотности:

 . (2)

Вычислим градиент плотности:

кг/м4= –0,05кг/м4.

Отрицательное значение градиента плотности соответствует сущности процесса диффузии: зависимость плотности от расстояния в направлении движения диффундирующей массы выражается убывающей функцией, градиент которой - отрицательная величина.

Пример 8. Определить количество теплоты, теряемое через бетонные стены здания площадью м2 за время мин, если в помещении температура стены С, а снаружи С. Толщина стен  см.

Решение. Количество теплоты, передаваемое за счет теплопроводности стен, выражается законом Фурье:

 , (1)

где – теплопроводность материала стены;  – градиент температуры, т. е. изменение температуры, приходящееся на 1 м толщины стены; S – площадь поверхности стены; t – время передачи теплоты.

Подставим числовые значения величин в формулу (1) и вычислим:

Пример 9. Воздух, взятый при температуре С, был адиабатно сжат так, что его объем уменьшился в три раза. Определить температуру воздуха после сжатия.

Решение. Зависимость между температурой и объемом при адиабатном сжатии выражается уравнением Пуассона:

 , (1)

где ,  – соответственно термодинамическая температура и объем до сжатия воздуха; ,  – те же величины после сжатия воздуха;  – отношение теплоемкости газа при постоянном давлении к теплоемкости газа при постоянном объеме.

Из теории теплоемкостей газов известно, что

,

где i – число степеней свободы молекулы газа.

Так как воздух – газ двухатомный, то и, следовательно,

.

Из формулы (1) получим:

 . (2)

Подставим числовые значения К, ,  в (2):

.

Прологарифмируем обе части полученного равенства:

.

По значению lg Т2, пользуясь справочной таблицей, найдем

К, или

Пример 10. Нагреватель тепловой машины, работающей по циклу Карно, имеет температуру С. Определить температуру холодильника, если ¾ теплоты, полученной от нагревателя, газ отдает холодильнику.

Решение. Термический КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно, выражается формулой

 , (1)

или, как и для любого цикла,

  , (2)

где и – соответственно термодинамические температуры нагревателя и холодильника; – теплота, полученная газом от нагревателя; – теплота, отданная газом холодильнику.

Приравняв правые части формулы (1) и (2), получим:

 . (3)

После преобразований уравнение (3) примет вид , откуда

 . (4)

Подставив числовые значения , в (4) и вычислим:

, или С.

Внешний фотоэффект заключается в испускании электронов веществом под действием падающего на него света. Фотоэффект практически безинер-ционен. Экспериментально установлены следующие законы фотоэффекта: максимальная начальная скорость фотоэлектронов определяется частотой света и не зависит от его интенсивности

Ядерные реакторы

Сети