Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 704 RSS
←   Июнь 2020   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30


За последние 60 дней ни разу не выходила


Открыта: 14-07-2005

Автор
Калашников О.А.

Статистика

704 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

RFpro.ru: Консультации по физике


РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты в разделе

Алексеев Владимир Николаевич
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 1677
∙ повысить рейтинг » 		Konstantin Shvetski
Статус: Академик
Рейтинг: 304
∙ повысить рейтинг » 		epimkin
Статус: Специалист
Рейтинг: 184
∙ повысить рейтинг »

∙ Физика

Номер выпуска:2401
Дата выхода:14.06.2020, 08:45
Администратор рассылки:Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)
Подписчиков / экспертов:171 / 78
Вопросов / ответов:4 / 4

Консультация # 198871: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: Два конденсатора одинаковой электроемкости 4 мкФ каждый заряжены – один до 100 В, другой до 200 В. Затем конденсаторы соединили последовательно. Определить изменение энергии системы. ...
Консультация # 198876: Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: В цепь переменного тока емкостное сопротивление параллельно включены участку цепи с последовательно соединенными активным и индуктивными сопротивлениями: Изобразить схему цепи и определить полные сопротивления ве твей цепи, токи в ветях, ативную и реактивную мощности Дано: U=100 В Xc=18 (Ом) Хl=24(...
Консультация # 198879: Здравствуйте ! У меня возникли сложности с таким вопросом: Атомарный водород, находящийся в некотором возбужденном состоянии, переходит в основное состояние. При этом радиус боровской орбиты уменьшается в 9 раз. Определить все длины волн 휆푖, излучаемые при переходе из первоначального состояния в основное, имея в виду, что переход ...
Консультация # 198880: Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос: Электрон находится на второй орбите в атоме водорода. Точность его пространственной локализации определяется радиусом орбиты. Найти неопределенность скорости?...

Консультация # 198871:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: Два конденсатора одинаковой электроемкости 4 мкФ каждый заряжены – один до 100 В, другой до 200 В. Затем конденсаторы соединили последовательно. Определить изменение энергии системы.

Дата отправки: 08.06.2020, 15:38
Вопрос задал: yanastegantseva.com (1-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, yanastegantseva.com!
Условие : Ёмкости конденсаторов C1 и C2 равны C = 4 мкФ .
C1 заряжен до напряжения U1 = 100 В, C2 заряжен до U2 = 200 В.
Вычислить изменение энергии системы.

Решение : Энергия конденсатора , заряженного до напряжения U , вычисляется по формуле
W = C·U2 / 2 . Здесь C - электро-ёмкость заряженного конденсатора.

В нашей задаче энергия первого конденсатора равна
W1 = C·U12 / 2 = 4·10-6·1002 / 2 = 0,02 Дж,
энергия второго конденсатора W2 = C·U22 / 2 = 4·10-6·2002 / 2 = 0,08 Дж,
Суммарная энергия двух конденсаторов W12 = W1 + W2 = 0,1 Дж.

Электро-ёмкость 2х одинаковых конденсаторов, соединённых последовательно, равна C12 = C / 2 = 2 мкФ.
В двусмысленной ф разе Условия "Затем конденсаторы соединили последовательно" не указана полярность соединения. Нам придётся рассмотреть оба варианта.

1)Конденсаторы соединили согласно : анод одного к катоду другого. Электро-цепь НЕ замкнута. Ток не течёт. Заряды каждого конденсатора остались прежние, как и их напряжения. Общее напряжение батареи стало
U12 = U1 + U2 = 300 В . С точки зрения классической физики энергия системы должна суммировться до значения W12 = 0,1 Дж.
Однако, считаем энергию системы Wc = C12·(U1 + U2)2 / 2 = 2·10-6·3002 / 2 = 0,09 Дж - энергия убавилась на 10%!

2)Конденсаторы соединили встречно : анод одного к аноду другого (либо катод к катоду). Снова электро-цепь НЕ замкнута, ток не течёт. Заряды и напряжения каждого конденсатора остались прежние. Общее напряжение батареи стало
U12в = U1 - U2 = -100 В .
W12в = C12·(U1 - U2)2 / 2 = 2·10-6·1002 / 2 = 0,01 Дж

Можно выдать Ответ : при согласном соединении конденсаторов энергия системы убавилась на 10 мДж (на 10% от начального значения), при встречном соединении энергия системы убавилась на 90 мДж (на 90% от начального значения).

Но как объяснить парадокс якобы несоответствия закону сохранения энергии? Объяснение простое: Каждый конденсатор в отдельности можно разрядить полностью и превратить всю его энергию в тепло.
Батарею конденсаторов можно разрядить только до состояния, когда напряжение батареи станет равно нулю (на внешних выводах системы), и ток разряда прекратится. При этом в каждом конденсаторе останутся заряд, напряжение и энергия. Для полного разряда конденсаторов придётся разряжать каждый из них отдельно.

См учебную статью "Соединения конденсаторов. Энергия электрического поля кон денсатора" Ссылка

Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 09.06.2020, 17:11
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Консультация # 198876:

Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
В цепь переменного тока емкостное сопротивление параллельно включены участку цепи с последовательно соединенными активным и индуктивными сопротивлениями: Изобразить схему цепи и определить полные сопротивления ве твей цепи, токи в ветях, ативную и реактивную мощности Дано: U=100 В Xc=18 (Ом) Хl=24(Ом) R=30(Ом) Построить векторные диаграммы.

Дата отправки: 08.06.2020, 17:04
Вопрос задал: dar777 (1-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Konstantin Shvetski (Академик):

Здравствуйте, dar777!
Схема - см.рис.1.
[img][/img]
Дано:
U=100В
XC=18(Ом)
XL=24(Ом)
R=30(Ом)
Найти:
Z1;Z2;I1;I2;P;Q
Решение:
1. Полное сопротивление верхней ветви
Z1=XC=18(Ом)
2. Полное сопротивление нижней ветви
Z2=√(XL2+R2) = 38,4(Ом)
3. Действующее значение силы тока в конденсаторе
I1=U/XC=5,56 A
4. Действующее значение силы тока в нижней ветви
I2=U/Z2=2,60 A
Сейчас можно построить векторную диаграмму токов и напряжений.
Можно начать с резистора. На резисторе ток и напряжение совпадают по фазе, поэтому два вектора: зеленый напряжения UR и красный силы тока I1 направим в одну сторону горизонтально (см.рис.2 ) Сила тока в резисторе и в катушке индуктивности одинакова (последовательное соединение).
Далее. Сила тока в катушке отстает от напряжения, напряжение опережает силу тока на 90º - рисуем вектор напряжения UL под углом +90º к вектору I2
Далее. Построим вектор напряжения U как геометрическую сумму векторов UR и UL. Отметим угол φ2 - сдвиг по фазе между током и напряжением в нижней ветви.
Теперь обратимся к верхней ветви цепи. Здесь кроме конденсатора ничего нет. На конденсаторе ток опережает напряжение по фазе на 90º. Напряжение U - общее для обеих ветвей цепи. Поэтому откладываем вектор I1 под углом φ1=+90º от вектора напряжения U.
Все по диаграмме.
Прим.1. Вектора строились не в масштабе - векторная диаграмма схематична.
Прим.2. Из условия не ясно - о какой диаграмме идет речь. Поэтому построили диаграмму токов и напряжений.
[img][/img]
Теперь найдем
cosφ2=R/Z2=0,781
sinφ2=XL/Z2=0,625 - пригодится
Далее
5. Активная мощность на конденсаторе
Р1=0
6. Реактивная мощность на конденсаторе
Q1=I1*U*sinφ1=556 ВАр
7. Активная мощность в нижней ветви
P2=I2*U*cosφ2=203,1 Вт
8. Реактивная мощность в нижней ветви
Q2=I2*U*sinφ2=162,5 ВАр

Удачи
smile


Консультировал: Konstantin Shvetski (Академик)
Дата отправки: 09.06.2020, 01:23

5
Это самое лучшее решение!
-----
Дата оценки: 09.06.2020, 10:16
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +2 одобряю!

Консультация # 198879:

Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:
Атомарный водород, находящийся в некотором возбужденном состоянии, переходит в основное состояние. При этом радиус боровской орбиты уменьшается в 9 раз. Определить все длины волн 휆푖, излучаемые при переходе из первоначального состояния в основное, имея в виду, что переход в основное состояние может происходить через промежуточные состояния. Изобразите на рисунке энергетическую диаграмму атома водорода, покажите на ней все переходы из возбужденного в основное состояние, включая промежуточные переходы.

Дата отправки: 09.06.2020, 01:28
Вопрос задал: dar777 (1-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Konstantin Shvetski (Академик):

Здравствуйте, dar777!
Радиус n-й орбиты электрона считаем по формуле
rn=n2*[(h2*epsilon0)/(m*Z*e2)]
- здесь дробь в квадратных скобках - величина постоянная, поэтому можно составить отношение, чтоб сократить это безобразие.
В соответствии с условием
rk=9rn
Следовательно
(rk/rn=9rn/rn=n2
Следовательно n=3. Т.е., Электрон "упал" с 3-й орбиты на 1-ю.
Представим электронные переходы на энергетической диаграмме (см.рис.)
[img][/img]
Электрон может перейти с 3 стационарной орбиты на первую либо как по ступенькам (сначала по стрелке 1, затем по стрелке 2), либо сразу (по стрелке 3). При этом атом излучает электромагнитную волну с частотой
<nu>=R*[(1/n2)-(1/k2)]
- здесь R=3,29*1015 Гц - постоянная Ридберга, n=n1-номер исходной орбиты, k=n2-номер конечной орбиты.
Длина волны излучения
λ=c/<nu>=c/{R*[(1/n2)-(1/k2)]} (*)
- здесь с=3*108 м/с - скорость света в вакууме.
Теперь перейдем к расчетам.
Используя формулу (*),
1. для перехода 1 - красная стрелка на энергетической диаграмме: n=3, k=2.
Подставляем в (*) - получаем
λ1=6,5*10-7 - длина волны красного света;
2. для перехода 2: n=2, k=1
λ2=1,2*10-7 м - ультрафиолетовое излучение;
3. для перехода 3: n=3, k=1
λ3=1,0*10-7 м - ультрафиолетовое излучение.
Как-то так примерно
smile

Консультировал: Konstantin Shvetski (Академик)
Дата отправки: 09.06.2020, 22:51

5
Это самое лучшее решение!
-----
Дата оценки: 09.06.2020, 23:37
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Консультация # 198880:

Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:

Электрон находится на второй орбите в атоме водорода. Точность его пространственной локализации определяется радиусом орбиты. Найти неопределенность скорости?

Дата отправки: 09.06.2020, 07:40
Вопрос задал: Marina (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Konstantin Shvetski (Академик):

Здравствуйте, Marina!
Дано:
n=2
Найти:
Δv
Решение:
1-й Боровский радиус
r1=5.3*10-11 м
Радиус n-й орбиты
rn=n2*r1
Следовательно радиус второй орбиты
r=22*r1=2,1*10-10 м
Согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга
Δp*Δx ≥ h/2п (вообще-то пишут "h c чертой" - здесь нет такой буквы... "h с чертой" - постоянная Дирака равна h/2п = 1,05*10-34 Дж*с)
Δp=m*Δv
а вот здесь далее мне не совсем ясно, но, видимо, согласно вашему условию, следует считать, что
Δx=r
тогда
Δv≥<h c чертой>/mr
После подстановки и расчетов
Δv≥5,5*105 м/с

Не на 100% уверен в правильности размышлений. Если кто-то из коллег проверит, буду благодарен.
smile

Консультировал: Konstantin Shvetski (Академик)
Дата отправки: 13.06.2020, 12:25
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка

Дорогой читатель!
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались. Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора - для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение. Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал, который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом. Заходите - у нас интересно!
МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ВАС!
В избранное