Вопрос № 125456: Здравствуйте эксперты, помогите с задачкой:
Давление идеального газа P=10мПа, концентрация молекул 8*10^-8 см^-3. Определить среднею кинетическую энергию поступательного движения одной молекулы и температуру газа
..Вопрос № 125478: Здравсвуйте эксперты, помогите с задачкой:
Определить плотность тока, текущего по проводнику длинной 5 метров, если на концах его поддерживается разность потенциалов 2 В. Удельное сопротивление материала 2 мкОм*м
...Вопрос № 125494: уважаемые эксперты помогите с задачкой.
Найти нпибольший порядок спектра для жёлтой линии натрия с длиной волны л=589нм, если период дифракционной решетки равен 2мкм....Вопрос № 125496: Линза с фокусным расстоянием 12см создаёт на экране изображение предмета с увеличением, равным 9. Другая линза при том же расстоянии между предметом и экраном, даёт увеличение равное 3. Найти фокусное расстояние второй линзы....
Вопрос № 125.456
Здравствуйте эксперты, помогите с задачкой:
Давление идеального газа P=10мПа, концентрация молекул 8*10^-8 см^-3. Определить среднею кинетическую энергию поступательного движения одной молекулы и температуру газа
Отправлен: 29.02.2008, 17:42
Вопрос задал: Tribak (статус: 8-ой класс)
Всего ответов: 5 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)
Отвечает: Gerhard
Здравствуйте, Tribak!
Давление p и температура T идеального газа связаны простым соотношением:
p=n*k*T
где n=8*10^-8 см^-3=8*10^-2 м^-3 - концентрация молекул, k=1,38*10^-23 Дж/К; выражаем Т:
Т=p/(n*k) (1)
T=10^-2/(8*10^-2*1,38*10^-23)=9*10^21 K...вообще говоря, такая температура была возможно, вероятно, только в момент большого взрыва) Вы ничего не спутали с данными? Концентрация 8*10^-8 см^-3 - исключительно маленькая....
Согласно теореме о равнораспределении кинетичесвкой энергии хаотического движения на каждую степень свободы в идеальном газе приходится энергия:
E=k*T/2
Поскольку у поступательного движения три степени свободы (соотв. трем координатным осям), энергия поступательного движения каждой молекулы равна:
E=3*k*T/2 (2)
Подставляя в (2) выражение (1) для температуры получаем:
E=3*p/(2*n)=3*10^-2/(2*8*10^-2)=0,19 Дж
--------- По возможности пишите ответ к задаче )
Ответ отправил: Gerhard (статус: 8-ой класс)
Ответ отправлен: 29.02.2008, 20:48
Отвечает: Kroco
Здравствуйте, Tribak!
Для начала переведем все единицы в СИ: p=0.01 Па, n=0.08 м^-3 (странная концентрация - 1 молекула на 12,5 м^3, вакуум фактически).
p=nkT; T=p/nk; T=0.01*10^23/0.08/1.38=9.06*10^21 K;
p=2nE/3, где E-средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы.
E=3p/2n=0.03/0.16=0,1875 Дж.
Ответ: T=9.06*10^21 K; E=0,1875 Дж
P.S. Проверьте значение n, слишком неправдоподобно.
Ответ отправил: Kroco (статус: 3-ий класс)
Ответ отправлен: 29.02.2008, 23:45
Отвечает: Сухачев Павел Александрович
Здравствуйте, Tribak!
Запишем основное уравнение МКТ:
P=n*m0*V^2/3; (1)
n – концентрация
m0 – масса одной молекулы
V^2 – среднее значение квадрата скорости молекул.
Кинетическая энергия одной молекулы:
Ek=m0*V^2/2;
Из уравнения (1):
3*P/n=m0*V^2;
Поделим обе части уравнения на 2:
3*P/(2*n)=m0*V^2/2;
Ek=3*P/(2*n); (2)
Температуру находим из формулы:
Ek=3*k*T/2;
T=2*Ek/(3*k);
k=1.38*10^-23 Дж/К – постоянная Больцмана
Подставим уравнение (2):
T=2*3*P/(2*3*k*n)=P/(k*n);
Отвечает: Попов Владимир Иванович
Здравствуйте, Tribak!
Данная задачка довольно просто решается с помощью основного уравнения молекулярно-кинетической теории (МКТ), согласно которому даление идеального газа : p = (2/3)*n*Eк, где n - концентрация молекул газа, Eк - средняя кинетическая энергия теплового движения одной молекулы. Тогда Ек = 3р / 2n. Проверка соответствия единиц : [Eк] = Па / м^-3 = (Н/м.кв.) * м.куб. = Н*м = Дж. Расчёт : Ек = 3*0,01 / 16*(10^8)*(10^6) = 1,875*(10^-17) Дж.
Температуру газа можно определить из формулы кинетической энергии молекул идеального газа : Eк = 3/2 kT , где k = 1,38*(10^-23) Дж/К - постоянная Больцмана, T - абсолютная температура газа. Тогда Т = 2Eк/3k = 2*1,875*(10^-17) Дж / 3*1,38*(10^-23) Дж/К = 9,1*(10^5) К.
--------- Physics forever !
Ответ отправил: Попов Владимир Иванович (статус: 3-ий класс)
Ответ отправлен: 03.03.2008, 17:45
Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, Tribak!
Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы равна:
<w> = 3*k*T/2, (1)
где k = 1,38*10^–23Дж/К – константа Больцмана, Т – абсолютная температура.
Согласно основному уравнению молекулярно-кинетической теории давление газа (P) определяется по формуле:
P = n*k*T. (2)
n – концентрация молекул.
Из (2) можно найти температуру при известных P, n, и k
T = P/(n*k).
Сопоставляя соотношения (1) и (2), найдем <w> = (3*P)/(2*n).
Необходимые вычисления, я надеюсь, Вы проведете сами.
Здравсвуйте эксперты, помогите с задачкой:
Определить плотность тока, текущего по проводнику длинной 5 метров, если на концах его поддерживается разность потенциалов 2 В. Удельное сопротивление материала 2 мкОм*м
Отправлен: 29.02.2008, 20:05
Вопрос задал: Tribak (статус: 8-ой класс)
Всего ответов: 5 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)
Отвечает: Gerhard
Здравствуйте, Tribak!
Плотность тока j - отношение силы I тока к площади S поперечного сечения проводника:
j=I/S (1)
Сила тока согласно закону Ома:
I=U/R (2)
где U=2 В - разность потенциалов на концах проводника, R - сопротивление проводника, которое можно выразить как:
R=ro*l/S (3)
где ro=2 мкОм*м - удельное сопротивление материала проводника, l=5 м - его длина; подставляя (3) в (2), а затем получающееся выражение в (1) получим:
j=U/(ro*l)=2/(2*10^-6*5)=2*10^5 А/м^2
--------- По возможности пишите ответ к задаче )
Ответ отправил: Gerhard (статус: 8-ой класс)
Ответ отправлен: 29.02.2008, 20:57
Отвечает: DrMeks
Здравствуйте, Tribak!
Плотность тока по определению есть отношение силы тока к площади поперечного сечения проводника j=I/S
Сила тока по закону Ома для участка цепи I=U/R, где R можно определить как R=ro*l/S, ro - удельное сопротивление, l - длина проводника
Подставляем j=I/S=U/(R*S)=(U*S)/(ro*l*S)=U/(ro*l)
j=2/(2*10^-6*5)=0.2*10^6 A/м2
Ответ отправил: DrMeks (статус: 2-ой класс)
Ответ отправлен: 01.03.2008, 11:11
Отвечает: Сухачев Павел Александрович !!! Здравствуйте, Tribak! Запишем Закон Ома для участка цепи: I=U/R; Запишем формулу для нахождения сопротивления цилиндрического проводника: R=r*L/S; r – удельное сопротивление L – длина проводника S – площадь его сечения I=U/(r*L/S); I=S*U/(r*L); Поделим обе части уравнения на S: I/S=U/(r*L); I/S – плотность тока
Отвечает: Попов Владимир Иванович !!! Здравствуйте, Tribak! По определению, плотность тока равна отношению силы тока к площади поперечного сечения проводника : j = I / S. Силу тока можно найти из закона Ома для участка цепи : I = U / R, где U - приложенная разность потенциалов, R - сопротивление проводника. Сопротивление линейных проводников, в свою очередь, определяется формулой : R = r L / S, где r - удельное сопротивление материала проводника, L - его длина. Таким образом, j = U / RS = US / rLS = U / RL.
Проверка соответствия единиц измерения : [j] = В / (Ом*м*м) = В / ((В/А)*м.кв. = А / м.кв. Расчёт : j = 2 / (2*10^-6)*5 = 2*(10^5) А/м.кв. = 200 кА/м.кв.
--------- Physics forever !
Ответ отправил: Попов Владимир Иванович (статус: 3-ий класс)
Ответ отправлен: 03.03.2008, 17:57
Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, Tribak!
Плотность тока есть отношение силы тока к площади поперечного сечения проводника:
j = I/S (1)
По закону Ома:
I = U/R (2)
Сопротивление проводника:
R = ρ*l/S (3)
Сопоставляя соотношения (1) – (3) и разрешив относительно j получим:
Решение задачи в общем виде: j = U/(ρ*l). (4)
Подставив в (4) численные значения задачи, найдем:
j =2B/(2*10^–6Ом*м*5м) = 2*10^5А/м^2.
Ответ: Плотность тока равна 2*10^5А/м^2.
уважаемые эксперты помогите с задачкой.
Найти нпибольший порядок спектра для жёлтой линии натрия с длиной волны л=589нм, если период дифракционной решетки равен 2мкм.
Отправлен: 29.02.2008, 22:41
Вопрос задал: SNICKERS (статус: Посетитель)
Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)
Отвечает: Gerhard
Здравствуйте, SNICKERS!
Максимумы, обеспечиваемые дифракционной решеткой даются формулой:
d*sin(fi)=m*λ (1)
где d=2 мкм - период решетки, λ=589 нм - длина волны, m - порядок спектра, fi - угол отклонения дифрагированного луча по отношению к первоначальному направлению; поскольку из свойств функции синуса следует, что sin(fi)<=1 из (1) можем найти максимальный порядок спектра mmax:
mmax=[d/λ] (2)
где скобки [] означают, что нужно округлить d/λ до ближайшего целого числа в меньшую сторону.
mmax=[2*10^-6/589*10^-9]=[3,40]=3
--------- По возможности пишите ответ к задаче )
Ответ отправил: Gerhard (статус: 8-ой класс)
Ответ отправлен: 01.03.2008, 12:11 Оценка за ответ: 5
Вопрос № 125.496
Линза с фокусным расстоянием 12см создаёт на экране изображение предмета с увеличением, равным 9. Другая линза при том же расстоянии между предметом и экраном, даёт увеличение равное 3. Найти фокусное расстояние второй линзы.
Отправлен: 29.02.2008, 22:49
Вопрос задал: SNICKERS (статус: Посетитель)
Всего ответов: 2 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)
Отвечает: Kroco
Здравствуйте, SNICKERS!
F1 и F2 - фокусные расстояние 1-ой и 2-ой линзы соответственно.
d1 и d2 - расстояние от предемета до 1 и 2 линзы; f1 и f2 - расстояние от линзы до изображения. Запишем коротко условие задачи, уравнения тонкой линзы и линейного увеличения.
F1=0.12; (1)
f1/d1=9; (2)
f1+d1=f2+d2; (3)
f2/d2=3 (4)
1/d1+1/f1=1/F1; (5)
1/d2+1/f2=1/F2. (6)
Из 2 выразим f1 и подставим в 5, получим d1=1.2/9; f1=1.2 (из 2-го)
Выразим f2 из 4, подставим в 3, учитывая полученные d1 и f1:
d2=1/3. f2=3*d2. Подставим в уравнение 6:
4=1/F2 => F2=1/4=0.25 м
Ответ: 25 см.
Ответ отправил: Kroco (статус: 3-ий класс)
Ответ отправлен: 29.02.2008, 23:28 Оценка за ответ: 5 Комментарий оценки: пасиб) так мне ещё никто не расписывал задачку) +1
Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, SNICKERS!
Запишем основную формулу линзы: 1/f = 1/g + 1/b. (1)
Здесь f – фокусное расстояние линзы,
g – расстояние до предмета, b – расстояние до изображения (до экрана).
Увеличением линзы называют отношение b/g = β.
Из (1) получим для 1-ой линзы f1= (g1*b1)/(g1 + b1). (2)
Из условия задачи для 1-ой линзы увеличение составляет:
b1/g1 = 9, т.е. b1 = 9*g1.
Отсюда f1= 9*g1^2/(g1 + b1).
Для 2-ой линзы b/g = 3.
Поэтому f2 = 3*g2^2/(g2 + b2).
Поскольку из условия b1= b2 и g1 = g2 , то разделив (2) на (1), найдем:
f2/f1 = 1/3;
f2 = f1/3 = 12см/3 = 4 см.
Ответ: Фокусное расстояние второй линзы равно 4см.
