/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные науки / Физика

Выпуск № 433
от 15.02.2008, 21:05

Вопрос № 122.452

Здравствуйте эксперты, помоги с задачкой: Сила тока в цепи, состоящей из термопары с сопротивлением r1=14Ом и гальванометром r2=80Ом, равна 26мкА при разности температур слоев дельта t= 50K. Определить постоянную термопары Впервые встречаюсь с понятием термопары, не представляю что это такое

Отправлен: 10.02.2008, 08:57 Вопрос задал: Tribak (статус: 7-ой класс) Всего ответов: 3 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 7)

Отвечает: gerhard !!! Здравствуйте, Tribak! Термопара является одним из средств измерения температуры в широком интервале температур, действие её основано на эффекте Зеебека. Термопара представляет собой два проводника из различных металлов или их сплавов, с одной стороны концы проводников соединены в точке, которая имеет термический контакт с объектом, температура которого измеряется, вторые два конца независимы и подключены в измерительную схему. Разность температур, в данной задаче равная dethaT=50 K между точкой спая проводников и их свободными концами обесепчивает термоэдс E, которая определяется по формуле: E=S*delthaT (1) где S - искомая постоянная термопары, ещё её называют коэффициент Зеебека В общем случае, S является функцией температуры. Запишем закон Ома: I=E/(r1+r2) (2) где I=26 мкА, r1=14 Ом, r2=80 Ом Подставляя (1) в (2) выражаем S: S=I*(r1+r2)/delthaT=26*10^-6*(14+80)/50=5,82*10^-4 В/К 48,8*10^-6 В/К Более подробно о термопарах смотрите, например, в книге "Д.В. Сивухин. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика" Исправлена арифметическая ошибка ----- ∙ Отредактировал: Alexandre V. Tchamaev (*Управляющий) ∙ Дата редактирования: 11.02.2008, 22:20 --------- По возможности пишите ответ к задаче )

Ответ отправил: gerhard (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 10.02.2008, 09:40 Оценка за ответ: 5

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Tribak! Термопара (термоэлемент) - см. описание в прикреплённом файле. Для решения задачи достаточно понимать, что термопара вырабатывает ЭДС, пропорциональную "разности температур слоев дельта t", а коэффициент пропорциональности K и есть та самая "постоянная термопары", которую нужно определить. Ток в цепи термопары: I = K*Δt/(r1 + r2), откуда K = I*(r1 + r2)/Δt = 26*(14 + 80)/50 = 48.88 мкВ/К. PS. На всякий случай проверьте арифметику - у меня и gerhard расхождения. Прикреплённый файл: Загрузить >> Срок хранения файла на сервере RusFAQ.ru составляет 30 суток с момента отправки ответа.

Ответ отправил: SFResid (статус: Специалист) Ответ отправлен: 10.02.2008, 09:59 Оценка за ответ: 5

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Tribak! "Впервые встречаюсь с понятием термопары, не представляю что это такое". Электрическая цепь, состоящая из двух различных проводников, называется термопарой. Назначение термопар – датчик для измерения температуры. Действие термопары основа-но на эффекте Зеебека – возникновении электродвижущей силы (э.д.с.) в электрической цепи, состоящей из последовательно соединенных разнородных проводников, контакты между которыми имеют различную температуру. По величине Э.Д.С. судят о разности температур горячего Т1 и холодного Т2 контактов и от материалов проводников. В не-большом интервале температур (0 – 100ºС) ε = α*(Т1 – Т2). Коэффициент α называется по-стоянной термопары, зависит от материала проводников и интервала температур. Общее сопротивление цепи равно R = r1 + r2 = 14 + 80 = 94 Ом. Из закона Ома для полной цепи найдем Э.Д.С. термопары ε = I*R = 26*10^–6А*94 Ом = 2,444мВ. И, следовательно, α = ε/∆Т = 2,444/50 = 0,05 мВ/К. Ответ: Постоянная термопары равна 0,05 мВ/К

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 11.02.2008, 16:47

Вопрос № 122.456

Здравствуйте эксперты, помогите с задачкой: По проводу соленоида течет ток I=2А При этом внутри соленоида индукция магнитного поля B=1.26мТл. Определить число витков на 1м длинны соленоида

Отправлен: 10.02.2008, 09:54 Вопрос задал: Tribak (статус: 7-ой класс) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Сухачев Павел Александрович Здравствуйте, Tribak! Индукция магнитного поля внутри соленоида вычисляется по формуле: B=m0*H; m0=4*pi*10^-7 Гн/м - магнитная постоянная. H=I*N/L; - напряженность магнитного поля B=m0*I*N/L; N=L*B/(m0*I); По условию задачи L=1 м: N=1*B/(4*pi*I*10^-7);

Ответ отправил: Сухачев Павел Александрович (статус: Студент) Ответ отправлен: 10.02.2008, 12:01 Оценка за ответ: 5

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Tribak! Дано: Соленоид. I = 2А, B = 1,26 мТл. Запишем формулу для индуктивности соленоида: L = µ*µo*n^2*V, (1) где V – объем соленоида, V = S*l , S – площадь контура, l – длина соленоида, n – число витков на единицу длины, µ =Во/В – относительная магнитная проницаемость среды, в нашем случае равна единице, µo – магнитная постоянная, равная 4*π*10^–7Гн/м. Индуктивность связана с потокосцеплением ψ и силой тока I соотношением: ψ = L*I. (2) Потокосцепление – это полный магнитный поток, сцепленный со всеми витками соленои-да. Потокосцепление может быть определено через магнитный поток Ф и число витков N (при условии плотного прилегания) как ψ = N*Ф (3) Магнитный поток Ф = В*S Отсюда ψ = N*В*S (4) Сопоставляя (3) и (4) получим: L = N*В*S/I (5) Сравнив (1) и (5), получим n = В/(I*µo) Произведем вычисления n = 1,26^10^–3Тл/(2A*4*π*10^–7Гн/м) ≈ 500 м^–1. Для справки: 1Тл = (В*с)/м^2; 1Гн = (В*с)/А Ответ: Число витков на единицу длины соленоида равно около 500.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 12.02.2008, 00:53

Вопрос № 122.457

Здравствуйте эксперты, помогите с задачкой: на какую длину волны будет резонировать контур, состоящий из катушки индуктивностью L=4мкГн и конденсатора с=1мкФ? на сколько я помню тут формула w=1/sqrt(cL) а из циклической частоты находим обычную, а там считая что волна распространяется в воздухе находим ее длину? или не так?

Отправлен: 10.02.2008, 09:58 Вопрос задал: Tribak (статус: 7-ой класс) Всего ответов: 3 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Tribak! В принципе так. Можно взять готовую формулу λ = 2*π*cв*√(L*C), где cв - скорость распространения волны в воздухе.

Ответ отправил: SFResid (статус: Специалист) Ответ отправлен: 10.02.2008, 10:26 Оценка за ответ: 5

Отвечает: Сухачев Павел Александрович Здравствуйте, Tribak! Контур буде резонировать на колебания, если частота этих колебаний равна частоте собственных колебаний контура. Но частота и период связаны между собой формулой: v=1/T; (1) Значит, для нахождения длинны волны достаточно найти период колебаний. Запишем формулу для периода колебаний: T=2*pi*sqrt(L*C); (2) Запишем формулу для нахождения длинны волны: c=A*v; Подставив формулу (1), найдем: c=A/T; A=c*T; Подставим формулу (2): A=2*pi*c*sqrt(L*C); Если считать что контур находится в вакууме(или приближенно в воздухе), тогда: c=2.99*10^8 или 3*10^8 м/c - скорость распространения электромагнитных колебаний.

Ответ отправил: Сухачев Павел Александрович (статус: Студент) Ответ отправлен: 10.02.2008, 12:22 Оценка за ответ: 5

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Tribak! Почти так! Только неясно из Вашего вопроса, как собираетесь находить длину волны. Привожу решение задачи. Формула Томсона указывает, при выполнении какого условия возникает резонанс: w =1/√(L*С), (1) где w – циклическая частота, связанная с частотой колебаний формулой w = 2*π*ν. Частота ν связана с длиной волны посредством ν.= с/λ, где с – фазовая скорость. Фазовая скорость зависит от механических свойств среды. Для продольной волны в газах с = √(κ*р/ρ). Здесь κ – показатель адиабаты для воздуха равен 1,4; р – давление (атмо-сферное), равно 101325Па, ρ – плотность воздуха, равная 1,29 кг/м^3 при 273,15К и ратм. Итак w = 2*π*√(κ*р/ρ)/λ (2) Сопоставляя (1) и (2), имеем 1/√(L*С) = 2*π*√(κ*р/ρ)/λ, откуда найдем длину волны λ = (√(L*С))*2*π*√(κ*р/ρ) = 2*π*√(κ*р/ρ)*(L*С) Произведем расчет λ = (6,28*√((1,4*101325/1,29)*4*10^–6Гн*10^–6Ф) = =12,56*10^–6*331,61 = 4,165*10^–3м = 4,165мм. Ответ: Контур будет резонировать на длину волны, равную 4,165мм.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 13.02.2008, 21:15

Вопрос № 122.458

Здравствуйте эксперты, помогите с задачкой: Какое увеличение дает линза с оптической силой D=5дптр, если она находиться на расстоянии a=25см от предмета?

Отправлен: 10.02.2008, 09:59 Вопрос задал: Tribak (статус: 7-ой класс) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Сухачев Павел Александрович Здравствуйте, Tribak! Увеличение, которое дает линза, рассчитываем по формуле: Г=H/h; - отношение высоты изображения к высоте предмета. Но также существует альтернативная формула(выведение требует рисунка, так что его приводить не буду): Г=H/h=f/а; (1) f – расстояние от линзы до изображения а – расстояние от линзы до предмета f можно найти из формулы тонкой линзы: 1/F=1/f+1/a; Но: D=1/F; D=1/f+1/a; D=(a+f)/(a*f); D*a*f=a+f; f*(D*a-1)=a; f=a/(D*a-1) Подставим в формулу (1): Г= a/а*(D*a-1)=1/(D*a-1) Г=1/(5*0,25-1)=1/0,25=4 Линза увеличит предмет в 4 раза

Ответ отправил: Сухачев Павел Александрович (статус: Студент) Ответ отправлен: 10.02.2008, 12:35 Оценка за ответ: 5

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Tribak! Дано: d = 25 см = 0,25м; D = 5дптр Формула собирающей линзы определяется формулой: D = 1/f +1/d, (1) где D – оптическая сила линзы; f – расстояние от изображения до линзы; d – расстояние от предмета до линзы. Линейное увеличение k, даваемое линзой определяется формулой: k = f/d. (2) Сопоставляя (1) и (2) и разрешив относительно k, имеем: k = 1/(D*d – 1). Подставляя численные значения задачи, найдем: k = 1/(5*0,25 –1) = 4. Ответ: Увеличение линзы составляет k = 4.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 11.02.2008, 22:53

Вопрос № 122.459

Здравствуйте эксперты, помогите с задачкой: Определить удельное вращение [a] раствора сахарозы тростника, если угол поворота плоскости поляризации ф=17 градусов при длинне трубке с раствором l=10см. . Концентрация раствора c=0.25 г/см^3 Вообще не разбираюсь в этой теме, и не представляю как решать, если можно то коротенько обьясните:)

Отправлен: 10.02.2008, 10:02 Вопрос задал: Tribak (статус: 7-ой класс) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Lang21 Здравствуйте, Tribak! Угол поворота плоскость поляризации пропорционален концентрации оптически активного вещества (так называют вещества, вращающие плоскость поляризации), и длине пути света в активной среде: ф = [a]*C*l, откуда находим [a] = ф/(C*l) = 17град/(1дм*0.25г см^3) = 68 град см^3/(дм г). Длину пути принято измерять в дм, а концентрацию - в г/см^3. Краткие объяснения в приложении. Приложение: Свет представляет собой эл. магнитную волну. Плоскостью поляризации наз. плоскость, в которой лежит вектор E. Естественный свет (солнечный или от лампочки) не поляризован, то есть, поляризация отдельных пакетов волн разная и меняется случайным образом. Свет может быть линейно поляризован, поляризован по кругу или эллиптически. Круговая поляризация получается сложением двух волн одинаковой амплитуды и направления, линейно поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях и имеющих сдвиг фазы четверть периода. В волне с круговой поляризацией вектор E вращается. В зависимости от направления вращения говорят о право- или лево-поляризованном свете. Линейно поляризованный свет можно представить как сумму двух волн одинаковой амплитуды, поляризованных по кругу, с правой и левой круговой поляризацией. Направление поляризации результирующей линейно поляризованной волны определяется сдвигом фаз этих волн. Оптическая активность возникает из-за того, что у некоторых веществ показатель преломления разный для право- и лево-поляризованного света. Представим линейно поляризованный свет в виде суммы право- и лево- поляризованных волн. После прохождения через такое вещество разность фаз этих волн изменится, а при их сложении получится линейно поляризованный свет, с плоскостью поляризации, повернутой относительно исходной. Угол поворота определяется длиной пути луча и концентрацией в растворе молекул оптически активного вещества.

Ответ отправил: Lang21 (статус: 5-ый класс) Ответ отправлен: 11.02.2008, 18:20

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Tribak! Дано: φ = 17º, l = 10см = 0,1м; с = 0,25г/см^3 = 250кг/м^3. Коротенько объясняю: Вещества, способные поворачивать (вращать) плоскость поляри-зации проходящего через них линейно-поляризованного света, называются оптически ак-тивными. Оптическая активность не связана с кристаллическим строением вещества. Она наблюдается также у молекул в растворах, например, в растворе сахара в воде (или, как в Вашей задаче, в растворе сахарозы тростника). Вращение плоскости поляризации в случае жидких растворов пропорционально толщине слоя l и концентрации раствора c. φ = φo*l*c , (1) где φ – угол поворота плоскости поляризации вокруг направления луча, φo – удельная оп-тическая активность вещества (или удельное вращение), l – путь света в среде (длина кю-веты (у Вас трубки) с жидкостью), c – концентрация раствора. Для определения удельного вращения разрешим равенство (1) относительно φo. Получим φo = φ/(l*c) Рассчитаем φo = (17грал/(0,1м*250кг/м^3) = 0,68 град*м^2/кг. Ответ: Удельное вращение раствора сахарозы тростника составляет 0,68 град*м^2/кг.

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 13.02.2008, 16:28

Вопрос № 122.460

Здравствуйте эксперты, помогите с задачкой: Для проведения биологического эксперимента в организм ягненка введен радиоактивный изотоп 131/53 I массой m=2.4*10^-16 кг. Какова активность вводимого вещества? Период полураспада T1/2 =8.05дня

Отправлен: 10.02.2008, 10:09 Вопрос задал: Tribak (статус: 7-ой класс) Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: gerhard Здравствуйте, Tribak! Активностью вещества А называется число распадов в единицу времени: A=dN/dt=lambda*N (1) где N - число атомов радиоактивного вещества, lambda - постоянная распада, которая связана с периодом полурапада T1/2 как: T1/2=ln(2)/lambda (2) Число N распадающихся атомов можно найти по формуле: N=m*Na/M (3) где m=2.4*10^-16 кг, Na - число Авогадро, M - молярная масса радиоактивного изотопа. Подставляя (2) и (3) в (1) находим A: A=m*ln(2)*Na/(M*T1/2) Проблема дать численный ответ вызвана тем, что я не смог найти атомную массу изотопа 131/53 I - поищите в интернете, может есть. --------- По возможности пишите ответ к задаче )

Ответ отправил: gerhard (статус: 7-ой класс) Ответ отправлен: 10.02.2008, 16:37

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович Здравствуйте, Tribak! Дано: Изотоп йода, атомная масса М = 131а.е.м., m = 2,4*10^–16кг, T1/2 = 8,05 дня = 695520с. Ответ: 0.95*10^-7Бк Беккерель Активность вещества (А) определяется по формуле А = ln2*N/T1/2 , где N – число ядер данного вещества, способных к распаду (число атомов), T1/2 – период полураспада. Число атомов в любой массе вещества m вычисляется посредством формулы: N = m/(M*1,66*10^–27кг) где m – масса изотопа, М – атомная масса в а.е.м., Значит активность определится как А = (ln2*m)/(M*1,66*10^–27кг*T1/2) (Справка: 1 а.е.м. = 1,66*10^–27кг). Произведем вычисления, считая день как сутки (например, мы говорим: в январе 31 день, хотя на самом деле 31 сутки). А = (0,693*2,4*10^–16кг)/(131*1,66*10^–27кг*695520с ) = 1100,5 Бк (беккерель) Ответ: Активность вводимого в организм ягненка изотопа равна 1100,5 Бк (беккерель).

Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 9-ый класс) Ответ отправлен: 14.02.2008, 00:15

© 2001-2008, Портал RusFAQ.ru, Россия, Москва. Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про" Техподдержка портала, тел.: +7 (926) 535-23-31 Хостинг: "Московский хостер" Поддержка: "Московский дизайнер" Авторские права | Реклама на портале Версия системы: 4.70 от 17.01.2008
RusFAQ.ru | MosHoster.ru | MosDesigner.ru | RusIRC.ru Kalashnikoff.ru | RadioLeader.ru | RusFUCK.ru