Heeelp! вариант 1 начальный уровень 1. что является наиболее наглядным опытным подтверждением существования атомов и молекул? выберите правильный ответ. а. диффузия. б. наблюдение с оптического микроскопа. в. капля масла растекается на поверхности воды так, что толщина масляной пленки имеет
некоторое минимальное значение. 2. как изменится давление идеального газа при увеличении концентрации его молекул в 2 раза, если средняя квадратичная скорость молекул остается неизменной? выберите правильный ответ. а. уменьшится в 2 раза. б. увеличится в 2 раза. в. останется неизменной. 3. как
изменится средняя кинетическая энергия теплового движения молекул идеального газа при увеличении абсолютной температуры в 2 раза? выберите правильный ответ. а. увеличится в 4 раза. б. уменьшится в 4 раза. в. увеличится в 2 раза. средний уровень 1. сколько молекул содержится в 1 кг водорода (н2)?
2. под каким давлением находится газ в сосуде, если средний квадрат скорости его молекул 106 м 2/ с2, концентрация молекул 3 • 1025 м - 3, а масса каждой молекулы 5 • 10 - 26 кг? 3. в сосуде находится газ при температуре 273 к. определите среднюю кинетическую энергию хаотического движения молекул
газа. на сколько уменьшится кинетическая энергия молекул при уменьшении температуры на 50к? достаточный уровень 1. какой объем занимают 100 моль ртути? 2. определить плотность кислорода при давлении 1,3×10 5 па, если средняя квадратичная скорость его молекул равна 1,4×10 3 м/с. 3. молекулы какого
газа при 20 °с имеют среднюю квадратичную скорость 510 м/с? 4. найдите количество вещества, содержащееся в алюминиевой отливке массой 135 г. какую массу имеет железная отливка, если в ней содержится такое же количество вещества, что и в алюминиевой? молярная масса алюминия равна 0,027 кг/моль,
железа — 0,056 кг/моль. высокий уровень 1. озеро со средней глубиной 5м и площадью 4км2 «посолили», бросив кристаллик поваренной соли массой 10 мг. спустя длительное время из озера зачерпнули стакан воды объемом 200 см3. сколько ионов натрия из брошенного кристаллика оказалось в этом стакане? 2.
молекулы одного газа имеют в 2 раз большую массу, чем молекулы другого газа. сравните их давления при одинаковых концентрациях молекул, если одинаковы: а) средние энергии; б) средние квадратичные скорости их молекул. 3. какое число молекул двухатомного газа содержится в сосуде объемом 20 см3 при
давлении 1,06 •10 4 па и температуре 27 °с? какой энергией теплового движения эти молекулы? 4. вычислите число молекул, содержащихся в углекислом газе (со2) массой 2 г. какова масса воздуха, в которой содержится такое же число молекул, что и в углекислом газе? во сколько раз масса воздуха меньше
массы углекислого газа? молярная масса воздуха равна 0,029 кг/моль.
осмотрим, как влияет э.д.с. самоиндукции на процесс установления тока в цепи, содержащей индуктивность.
в цепи, представленной на схеме 10.10, течёт ток. отключим источник e, разомкнув в момент времени t = 0 ключ к. ток в катушке начинает убывать, но при этом возникает э.д.с. самоиндукции, поддерживающая убывающий ток.
рис. 10.10.
запишем для новой схемы 10.10.b уравнение правила напряжений кирхгофа:
.
разделяем переменные и интегрируем:
пропотенцировав последнее уравнение, получим:
.
постоянную интегрирования найдём, воспользовавшись начальным условием: в момент отключения источника t = 0, ток в катушке i(0) = i0.
отсюда следует, что c = i0 и поэтому закон изменения тока в цепи приобретает вид:
. (10.7)
график этой зависимости на рис. 10.11. оказывается, ток в цепи, после выключения источника, будет убывать по экспоненциальному закону и станет равным нулю только спустя t = ¥.
рис. 10.11.
вы и сами теперь легко покажете, что при включении источника (после замыкания ключа к) ток будет нарастать тоже по экспоненциальному закону, асимптотически приближаясь к значению i0 (см. рис. 10.
. (10.8)
но вернёмся к первоначальной размыкания цепи.
мы отключили в цепи источник питания (разомкнули ключ к), но ток — теперь в цепи 10.8.b — продолжает течь. где черпается энергия, обеспечивающая бесконечное течение этого убывающего тока?
ток поддерживается электродвижущей силой самоиндукции e = . за время dt убывающий ток совершит работу:
da = eси×i×dt = –lidi.
ток будет убывать от начального значения i0 до нуля. проинтегрировав последнее выражение в этих пределах, получим полную работу убывающего тока:
. (10.9)
совершение этой работы сопровождается двумя процессами: исчезновением тока в цепи и исчезновением магнитного поля катушки индуктивности.
с чем же связана была выделившаяся энергия? где она была локализована? располагалась ли она в проводниках и связана ли она с направленным движением носителей заряда? или она локализована в объёме соленоида, в его магнитном поле?
опыт даёт ответ на эти вопросы: энергия электрического тока связана с его магнитным полем и распределена в пространстве, занятом этим полем.
несколько изменим выражение (10.9), учтя, что для длинного соленоида справедливы следующие утверждения:
l = m0n2sl (10.5) — индуктивность;
b0 = m0ni0 (9.17) — поле соленоида.
эти выражения используем в (10.9) и получим новое уравнение для полной работы экстратока размыкания, или — начального запаса энергии магнитного поля:
. (10.10)
здесь v = s×l — объём соленоида (магнитного
энергия катушки с током пропорциональна квадрату вектора магнитной индукции.
разделив эту энергию на объём магнитного поля, получим среднюю плотность энергии:
[]. (10.11)
это выражение похоже на выражение плотности энергии электростатического поля:
.
обратите внимание: в сходных уравнениях, если e0 — в числителе, m0 — непременно в знаменателе.
зная плотность энергии в каждой точке магнитного поля, мы теперь легко найдём энергию, в любом объёме v поля.
локальная плотность энергии в заданной точке поля:
.
значит, dw = wdv и энергия в объёме v равна:
.