RusFAQ.ru: Физика
| Хостинг портала RFpro.ru: Московский хостер Профессиональный платный хостинг на базе Windows 2008 РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU
Чемпионы рейтинга экспертов в этой рассылке
∙ / НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные и естественные науки / ФизикаВыпуск № 764 от 08.06.2009, 21:35Администратор рассылки: Tigran K. Kalaidjian, Профессионал В рассылке: подписчиков - 234, экспертов - 77 В номере: вопросов - 4, ответов - 6
Нам очень важно Ваше мнение об этом выпуске рассылки. Вы можете оценить этот выпуск по пятибалльной шкале, пройдя по ссылке: Вопрос № 168824: Здравствуйте уважаемые эксперты, помогите пожалуйста решить задачу: Один грамм кислорода (О2) (газ идеальный) нагревается от Т1=283 К до Т2=333К различными способами: а) при Р=const; б) при V=const; в) при dQ=0. Найти изменение внутренней ... Вопрос № 168837: Добрый день. Помогите решить задачку (срочно, горю..): Найти длину волны де Бройля для альфа - частицы, нейтрона и молекулы азота, движущихся со средней квадратичной скоростью при температуре 25С. Отблагодарю 60 рублей (переведу на Ваш кошел... Вопрос № 168861: На внутренней поверхности сферы радиуса R=2.75 м находится маленькая шайба . До какой максимальной скорости w можно раскрутить сферу вокруг вертикальной оси , проходящейчерезее центр ,чтобв шайба не проскальзывала , находясь на h =1.65 м ниже центра... Вопрос № 168863: Здравствуйте, помгите пожалуйста решить задачку: Кислород массой m= 2 кг занимает обем равный V1=1 м^3 и находится под давлением P1=0.2 МПа газ был нагрет при постоянном давлении до обьема V2= 3 м^3 а затем при постоянном обьеме до давления P3 = 0,5 ... Вопрос № 168824:
Здравствуйте уважаемые эксперты, помогите пожалуйста решить задачу:
Отправлен: 03.06.2009, 00:11 Отвечает Shvetski, 5-й класс : Здравствуйте, Чаркин Иван Александрович. Дано: (О2) m=1 г = 10^-3 кг Т1=283 К Т2=333 К Д(дельта)U - ? Внутренняя энергия идеального газа не зависит ни от p, ни от V, а определяется только температурой, поэтому для всех трех случаев ДU=3/2 * m/M * R*(Т2-Т1) (1), где М=32*10^-3 кг/моль - молярная масса кислорода, К = 8,31 Дж/моль*К - универсальная газовая постоянная. Указанная формула может быть использована, поскольку указано, что газ идеальный, т.е., по определению - одноатомный. Однако, также указана химическая формула кислорода, из которой можно предположить, что автор задачи явно указывает на то, что молекула газа двухатомная, и тогда предполагается коэффициент перед формулой 5/2? т.е. ДU=5/2* m/M * R*(Т2-Т1) (2) Я бы выбрал второй вариант, если задачу решает студент вуза, и первый - если задача школьная, поскольку указанная формула в виде ДU = i/2* m/M * R*(Т2-Т1), где i - число степеней свободы молекулы, в ст андартном школьном курсе физике не рассматривается тогда ДU = 5/2 * 10^-3/32*10^-3 *8,31 * (333-283) = 32.5 Дж (по формуле 2) или ДU = 19,5 Дж (по формуле 1)
Ответ отправил: Shvetski, 5-й класс
Оценка ответа: 5
Отвечает Baybak, 10-й класс : Здравствуйте, Чаркин Иван Александрович. Один грамм m= 1e-3 (кг) кислорода (О2) (газ идеальный) нагревается от Т1=283 К до Т2=333К различными способами: а) при Р=const; б) при V=const; в) при dQ=0. Найти изменение внутренней энергии кислорода при его нагревании от Т1 до Т2. ___ из справочника молярная масса кислорода (обозначается - мю малое) M= 32e-3 (кг/моль) так как кислород О2 газ двухатомный, то он имеет 5 степеней свободы (при умеренных температурах). Три - для поступательного движения, и две - для вращательного. (Две, а не три потому, что нельзя говорить о вращении вокруг оси проходящей через оба атома.) i= 5 ___ Внутренняя энергия идеального газа U= (i/2)*(m/M)*R*T изменение внутренней энергии U2-U1= (i/2)*(m/M)*R*(T2-T1) как видно из формулы внутренняя энергия от причины вызвавшей изменение температуры не зависит Ответ для всех способов изменения температуры изменение внутр енней энергии U2-U1= (5/2)*(1e-3/32e-3)*8.314*(333-283)= 32,5 (Дж) ___ ЗЫ Этот ответ действителен и для школы и для вуза.
Ответ отправил: Baybak, 10-й класс
Вопрос № 168837:
Добрый день.
Отправлен: 03.06.2009, 09:02 Отвечает Химик CH, Младший модератор : Здравствуйте, 6a3uJI. Формула де Бройля λ=h/(mv) где h=6,626*10-34 Дж*с - постоянная Планка m - масса частицы v - скорость Средняя квадратичная скорость v=√(3RT/M)=√(3kT/m0) где k=1,38*10-23 Дж/К - константа Больцмана m0 - масса частицы Подставляем выражение скорости в формулу де Бройля λ=h/(m0√(3kT/m0))=h/√(3kTm0) T=25ºC=298 K Для α-частицы m0=4 а.е.м.=6,645*10-27 кг λ=7,316*10-11 м Для нейтрона m0=1 а.е.м.=1,661*10-27 кг λ=1,463*10-10 м Для молекулы N2 m0=28 а.е.м.=4.651*10-26 кг λ=2.765*10-11 м Латвия, Рига Абонент Skype: himik_c2h5oh ----- Никогда не просите у химика просто СОЛЬ...
Ответ отправил: Химик CH, Младший модератор
Вопрос № 168861:
На внутренней поверхности сферы радиуса R=2.75 м находится маленькая шайба . До какой максимальной скорости w можно раскрутить сферу вокруг вертикальной оси , проходящейчерезее центр ,чтобв шайба не проскальзывала , находясь на h =1.65 м ниже центра сферы?
Отправлен: 03.06.2009, 15:51 Отвечает Baybak, 10-й класс : Здравствуйте, Eviloflife. На внутренней поверхности сферы радиуса R=2.75 м находится маленькая шайба . До какой максимальной скорости w=? можно раскрутить сферу вокруг вертикальной оси , проходящейчерезее центр ,чтобв шайба не проскальзывала , находясь на h =1.65 м ниже центра сферы? Коэффицент трения скольжения шайбы по сфере k=0.5 ___ 'b'= угол между направлениями из центра сферы вниз и на шайбу. cos(b)= h/R= 1.65/2.75= 0,6 b= arccos(0.6)= 0,927295218001612232 Будем рассматривать шайбу в системе отсчета связанной со сферой. ускорение свободного падения разложим на составляющие от центра сферы gy= g*cos(b) по касательной к сфере gx= g*sin(b) ускорение центробежное a= w^2*R*sin(b) от центра ay= a*sin(b) по касательной ax= a*cos(b) сила прижимающая шайбу к сфере Fy= m*(gy+ay) сила пытающаяся сдвинуть шайбу Fx= m*(ax-gx) максимальная сила трения Fr _max= k*Fy= k*m*(gy+ay) сдвиг начнется когда будет Fx= Fr_max ax-gx= k*(gy+ay) w^2*R*sin(b)*cos(b)- g*sin(b)= k*g*cos(b)+ k*w^2*R*sin(b)*sin(b) w^2*(R*sin(b)*cos(b)- k*R*sin(b)^2)= k*g*cos(b)+ g*sin(b) w= sqrt((k*g*cos(b)+ g*sin(b))/(R*sin(b)*cos(b)- k*R*sin(b)^2)) Ответ w= sqrt((0.5*9.8*0.6+ 9.8*sin(0,927295218001612232))/(2.75*(sin(0,927295218001612232)*0.6- 0.5*(sin(0,927295218001612232))^2))) w= 4,9 (рад/сек) ___ Сюда неплохо бы рисунок.
Редактирование ответа: исправлено по просьбе автора ответа
----- ∙ Отредактировал: Лысков Игорь Витальевич, Младший модератор ∙ Дата редактирования: 06.06.2009, 02:10 (время московское)
Ответ отправил: Baybak, 10-й класс
Вопрос № 168863: Здравствуйте, помгите пожалуйста решить задачку: Кислород массой m= 2 кг занимает обем равный V1=1 м^3 и находится под давлением P1=0.2 МПа газ был нагрет при постоянном давлении до обьема V2= 3 м^3 а затем при постоянном обьеме до давления P3 = 0,5 МПа. найти изменение U внутренней энергии газа, совершенную им работу и теплоту переданную газу.
Отправлен: 03.06.2009, 16:14 Отвечает Shvetski, 5-й класс : Здравствуйте, Тихий Павел Андреевич. Извиняюсь, сначала не туда куда-то послал - в мини-форум - задачка ваша, однако... :) Дано: (О2) m = 2 кг V1=1м^3 p1=0.2 МПа = 2*10^5 Па 1-2 - изобарное нагревание p2 = p3 V2= 3 м^3 2-3 - изохорное нагревание V3=V2 p3= 0.5 МПа = 5*10^5 Па Найти: ДU-? (Д - дельта, греч.буква) А-? Q-? Решение: 1-й закон термодинамики - для изобарного процесса Q = ДU + A (1) - для изохорного процесса Q = ДU (2) Найдем температуру Т1. Из уравнения состояния газа p1*V1=m/M*R*T1. Отсюда Т1 = p1V1M/mR (3), где M =32*10^-3 кг - молярная масса кислорода, R = 8,31 Дж/моль*К - универсальная газовая постоянная. Т1 = 2*10^5*1*32*10^-3/2*8.31 = 3.85*10^2= 385 K Найдем температуру Т2. Т.к. процесс 1-2 изобарный, то Т2/Т1 = V2/V1, Следовательно Т2 = Т1*V2/V1 (4); T2 = 385*3/1 = 1155 K Найдем температуру Т3. Т.к. процесс2-3 - изохорный, то Т3/Т2 = p3/p2, Следовательно Т3 = Т 2*р3/р2 (5); T3 = 1155 * 5/2 = 2888 K Для изобарного процесса 1-2 А12 = р1*(V2-V1) (6); A12 = 2*10^5*(3-1) = 4*10^5 Дж ДU12 = i/2 * m/M * R*(Т2-Т1) = i/2 * A12 (7) , где i=5 - число степеней свободы молекулы кислорода (двухатомной). ДU12 = 5/2*4*10^5 = 10*10^5 Дж = 10^6 Дж. Тогда, учитывая (1), Q12 = 10*10^5+4*10^5 = 14*10^5 Дж Для изохорного процесса 2-3 А23 = 0 (8) ДU23 = m/M*cv*(Т3-Т2) (9) , где cv (v - маленький индекс) - удельная теплоемкость при постоянном объеме cv = Cv/M (10), где Сv - Молярная теплоемкость при постоянном объеме; Сv=i*R/2 (11) Следоватеьно, Сv = 5*8.31/2 = 20,8 Дж/моль*К Тогда по формуле (10) сv = 20.8/32*10^-3 = 0.65*10^3 = 650 Дж/кг*К Тогда по формуле (9) ДU23 = 2/32*10^-3*650*(2888-1155) = 704*10^5 Дж Тогда, учитывая (2) Q23 = 704*10^5 Дж Окончательно: ДU = ДU12 + ДU23 (12) ДU = 10*10^5 + 704*10^5 = 714*10^5 Дж = 71.4 МДж A = A12+A23 (13) А = 4*10^5 + 0 = 4*10^5 Дж= 0,4 МДж Q = Q12 + Q23 (14) Q = 14*10^5 + 704*10^5 = 718*10^5 Дж = 71,8 МДж Проверьте расчеты, на всяк.сл
Ответ неверный. См. следующий ответ.
Эксперт мог бы обратить внимание, что 71 МДж для такой задачи слишком большая энергия. ----- ∙ Отредактировал: Николай Владимирович / Н.В., Старший модератор ∙ Дата редактирования: 04.06.2009, 01:15 (время московское)
Ответ отправил: Shvetski, 5-й класс
Оценка ответа: 5
Отвечает Николай Владимирович / Н.В., Старший модератор : Здравствуйте, Тихий Павел Андреевич. Процесс 1-2 (нагревание при постоянном давлении) Q12 = ΔU12 + A12 A12 = p1*(V2 - V1) Температуры для рассчета внутренней энергии получаем из уравнения состояния идеального газа: P1V1 = νRT1 ⇒ T1 = P1V1 / (νR) Аналогично: T2 = P2V2 / (νR), T3 = P3V3 / (νR) ΔU12 = i/2 *ν*R*(T2 - T1) = i/2 * (p2*V2 - p1*V1) i - число степеней свободы молекулы. У нас молекула O2, поэтому пять степеней свободы - три поступательных и две вращательных. i = 5 Процесс 2-3 (нагревание при постоянном объеме) Q23 = ΔU23 + A23 A23 = 0, т.к. объем не меняется ΔU23 = i/2 *ν*R*(T3 - T2) = i/2 * (p3*V3 - p2*V2) Работа, совершенная газом: A = A12 + A23 = A12 = p1*(V2 - V1) A = 0.2*106*(3-1) = 0.4*106 Дж = 0.4 МДж Изменение внутренней энергии: ΔU13 = i/2 *ν*R*(T3 - T1) = i/2 * (p3*V3 - p1*V1) ΔU13 = 5/2 * (0.5*106*3 - 0.2*106*1) = 2.5*1.3*106 = 3.25 МДж Полученная газом теплота: Q = A + ΔU13 = p1*(V2 - V1) + i/2 * (p3*V3 - p1*V1) Q = 3.65 МДж Удачи! Россия, Москва Адрес сайта: Веб-интерфейс FTP-сервера RFpro.ru ICQ # 420720 ----- Стремись к лучшему и не останавливайся на достигнутом!
Ответ отправил: Николай Владимирович / Н.В., Старший модератор
Нам очень важно Ваше мнение об этом выпуске рассылки. Вы можете оценить этот выпуск по пятибалльной шкале, пройдя по ссылке: оценить выпуск >>
подать вопрос экспертам этой рассылки >>Скажите "спасибо" эксперту, который помог Вам!Отправьте СМС-сообщение с тестом #thank НОМЕР_ОТВЕТАна короткий номер 1151 (Россия) Номер ответа и конкретный текст СМС указан внизу каждого ответа.
* Стоимость одного СМС-сообщения от 7.15 руб. и зависит от оператора сотовой связи.
(полный список тарифов) © 2001-2009, Портал RFpro.ru, Россия
Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про" Автор: Калашников О.А. | Программирование: Гладенюк А.Г. Хостинг: Компания "Московский хостер" Версия системы: 2009.6.0 beta от 24.05.2009 |
| В избранное | ||
