I. Название работы 2 страница

266. Азот массой m = 0,1 кг был изобарно нагрет от температуры T ₁ = 200 К до температуры Т ₂ = 400 К. Найдите изменение Δ S энтропии и работу А, совершенную газом.

267. Объем водорода при изотермическом расширении при температуре Т = 300 К увеличился в n = 3 раза. Определите работу А, совершенную газом, теплоту Q, полученную при этом, и изменение Δ S энтропии. Масса m водорода равна 200 г.

268. Найдите изменение Δ S энтропии и количество теплоты Q, которое надо сообщить кислороду, находящемуся в баллоне емкостью V = 50 л при нормальных условиях, если при изохорном нагревании давление газа. повысилось на Δ Р = 0,5 МПа.

269. Смешано m ₁ = 5 кг воды при температуре Т ₁ = 280 К с m ₂ = 8 кг воды при температуре T ₂ = 350 К. Найдите: 1) температуру смеси; 2) изменение Δ S энтропии, происходящее при смешивании. Удельная теплоемкость воды С _уд = 4,2 кДж/(кг×К).

270. Кусок льда массой m = 200 г, взятый при температуре t ₁ = –10 °С, был нагрет до t ₂ = 0 ° С и расплавлен, после чего образовавшаяся вода была нагрета до температуры t ₃ = 10 °C. Определите изменение Δ S энтропии льда. Удельная теплоемкость льда с _л = 2,1 кДж/(кг×К), воды с _в = 4,2×10³ Дж/(кг×K), удельная теплота плавления льда λ = 3,36·10⁵ Дж/кг.

271. Тепловая машина, работающая по циклу Карно, имеет температуру нагревателя Т ₁ = 450 К. Отдавая охладителю теплоту Q ₂ = 14 кДж, за один цикл машина совершает работу А = 6 кДж. Найдите температуру охладителя Т ₂.

272. Газ, совершающий цикл Карно, получил от нагревателя теп-лоту Q ₁ = 5,6 кДж и за один цикл совершил работу А = 2,2 кДж. Определите температуру охладителя, если температура нагревателя Т ₁ = 500 К.

273. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Температура нагревателя Т ₁ = 450 К, температура охладителя Т ₂ = 270 К. Определите КПД цикла, а также работу А ₁, совершенную при изотермическом расширении, если при изотермическом сжатии совершена работа А ₂ = 60 Дж.

274. Идеальный одноатомный газ является рабочим веществом тепловой машины и совершает замкнутый цикл, состоящий из двух изобар и двух изохор. Максимальное и минимальное давления равны: P _max = 0,20 МПа, P _min = 0,10 МПа,а максимальный и минимальный объемы: V _max = 3,0 м³ и V _min = 2,0 м³. Определите: 1) теплоту Q ₁, полученную от нагревателя; 2) теплоту Q ₂, переданную охладителю; 3) работу А, совершенную за один цикл;
4) КПД цикла.

275. Идеальный газ является рабочим веществом тепловой машины и совершает замкнутый цикл, состоящий из двух изобар и двух изохор, причем максимальное давление газа в два раза больше минимального, а максимальный объем в четыре раза больше минимального. Определите КПД цикла для одноатомного и для двухатомного газа.

276. Идеальная тепловая машина, совершающая цикл Карно, отдает охладителю теплоту Q ₂ = 3.0 кДж, совершая при этом работу А = 600 Дж. Определите: 1) КПД цикла; 2) во сколько раз температура нагревателя Т ₁ больше температуры охладителя Т ₂.

277. Два моля идеального двухатомного газа, являясь рабочим веществом тепловой машины, совершают цикл, состоящий из изохоры, изотермы и изобары. Максимальный объем газа в три раза больше минимального, изотермический процесс протекает при температуре 450 К. Найдите КПД цикла и работу, совершаемую за цикл.

278. Газ, являясь рабочим веществом тепловой машины, за один цикл Карно совершает работу А = 5000 Дж,отдавая охладителю теплоту Q ₂ = 15 кДж. Определите температуру нагревателя Т ₁, если температура охладителя Т ₂ = 300 К.

279. Идеальная тепловая машина, совершающая цикл Карно, КПД которого %, при изотермическом расширении производит работу А ₁ = 240 Дж. Определите работу А ₂, совершенную машиной при изотермическом сжатии.

280. Тепловая машина работает по циклу, состоящему из двух изотерм и двух изохор, причем наибольшая температура 500 К, а наименьшая 300 К,наибольший объем 12 л, а наименьший 3 л. Найдите КПД цикла.

ТАБЛИЦА ВАРИАНТОВ ЗАДАЧ

«электростатика»

Вариант	Номера задач

РГЗ выполняемое студентом, оформляется на листах формата А4. Каждая задача на отдельном листе с одной стороны в печатном виде (указывается номер задачи; условие задачи; ее решение, доведенное до числового значения в системе СИ; рисунок, поясняющий, если необходимо; ответ).

Задания для самостоятельной работы студентов

141. Два одинаковых положительных заряда находятся в воздухе на расстоянии друг от друга. Определить напряженность электростатического поля: а) в точке О, находящейся на середине отрезка, соединяющего заряды; б) в точке А, расположенной на расстоянии от каждого заряда.

142. Два положительных точечных заряда и закреплены на расстоянии . Где между ними, какой по величине и знаку заряд надо поместить, чтобы он находился в устойчивом равновесии?

143. Отрицательный заряд и положительный закреплены на расстоянии друг от друга. Где на линии, соединяющей заряды, следует поместить заряд , чтобы он находился в равновесии?

144. Два отрицательно заряженных шарика, расположенных на расстоянии , взаимодействуют с силой . Найти число «избыточных» электронов на каждом шарике считая их заряды равными. Шарики принять за материальные точки.

145. Два равных по величине положительных заряда расположены в вершинах острых углов равнобедренного прямоугольного треугольника на расстоянии . Определить, с какой силой оба заряда действуют на третий заряд , находящийся в вершине прямого угла треугольника. Ответ поясните рисунком.

146. Три одинаковых заряда находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной . Определить силу , действующую на один из этих зарядов.

147. В вершинах квадрата со стороной находятся одинаковые положительные заряды . Какой заряд необходимо поместить в центр квадрата, чтобы вся система зарядов находилась в равновесии?

148. Определить напряженность электростатического поля в центре шестиугольника со стороной , в вершинах которого расположены:
а) равные заряды одного знака; б) заряды, равные по модулю, но чередующиеся по знаку.

149. В вершинах шестиугольника расположены точечные заряды , , , , , (). Найти силу, действующую на точечный заряд , лежащий в центре шестиугольника. Ответ поясните рисунком.

150. Два шарика массой каждый подвешены на нитях, верхние концы которых соединены вместе. Длина каждой нити . Какие одинаковые заряды необходимо сообщить шарикам, чтобы нити разошлись на угол ?

151.Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом . Он заряжен с линейной плотностью заряда . Какую работу необходимо совершить, чтобы перенести заряд из центра кольца в точку А, расположенную на оси кольца на расстоянии от его центра?

152. Положительные заряды и находятся в вакууме на расстоянии друг от друга. Определить работу, которую необходимо совершить, чтобы сблизить заряды до расстояния .

153. Поле образовано бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда . Определить разность потенциалов двух точек поля, отстоящих от плоскости на расстояния и .

154. Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом . Он заряжен с линейной плотностью заряда . Определить потенциал в точке, расположенной на оси кольца на расстоянии от его центра.

155. На расстоянии от бесконечно длинной заряженной нити находится точечный заряд . Под действием поля заряд приближается к нити до расстояния . При этом совершается работа . Найти линейную плотность заряда на нити.

156. Тонкий стержень согнут в полукольцо. Стержень заряжен с линейной плотностью заряда . Какую работу необходимо совершить, чтобы перенести заряд из центра кольца в бесконечность?

157. Равномерно заряженная бесконечно протяженная плоскость с поверхностной плотностью заряда и точечный заряд находятся на расстоянии . Какую работу необходимо совершить, чтобы сблизить их до расстояния

158. На тонком кольце радиусом равномерно распределен заряд . Какую наименьшую скорость необходимо сообщить находящемуся в центре кольца маленькому шарику массой с зарядом , чтобы он мог удалиться из центра кольца на бесконечность?

159. В однородное электрическое поле напряженностью влетает (вдоль силовой линии) электрон со скоростью . Определить расстояние , которое пройдет электрон до точки, где его скорость будет равна половине начальной.

160. Шарик массой и зарядом перемещается из одной точки поля с потенциалом в другую с потенциалом . Найти скорость шарика в первой точке, если во второй точке она стала равной .

161. Найти работу, которую нужно затратить, чтобы вынуть диэлектрик из плоского конденсатора, если напряжение на обкладках поддерживается постоянным и равным . Площадь каждой пластины , расстояние между пластинами , а диэлектрическая проницаемость диэлектрика .

162. Найти работу, которую нужно затратить, чтобы вынуть диэлектрик из плоского конденсатора, если заряд на обкладках поддерживается постоянным и равным . Площадь каждой пластины , расстояние между пластинами , а диэлектрическая проницаемость диэлектрика .

163. Найти работу, которую нужно затратить, чтобы увеличить расстояние между пластинами плоского воздушного конденсатора, заряженного разноименными зарядами , на величину . Площадь каждой пластины конденсатора .

164. Какую работу надо совершить, чтобы увеличить расстояние между пластинами плоского вакуумного конденсатора с площадью пластин каждая от расстояния до расстояния Напряжение между пластинами поддерживается постоянным и равным .

165. Площадь каждой пластины плоского воздушного конденсатора , расстояние между ними . Какое напряжение было приложено к пластинам, если известно, что при разряде конденсатора выделилось тепла?

166. Плоский конденсатор, заполненный жидким диэлектриком с проницаемостью , зарядили, затратив при этом энергию . Затем конденсатор отсоединили от источника, слили диэлектрик и разрядили. Определить энергию , которая выделилась при разрядке.

167. Плоский конденсатор заполнен диэлектриком и на его пластины подано некоторое напряжение. Его энергия при этом . После того как конденсатор отключили от источника напряжения, диэлектрик вынули из конденсатора. Найти диэлектрическую проницаемость диэлектрика, если работа, которая была совершена против сил электрического поля, .

168. Обкладки конденсатора с неизвестной емкостью , заряженного до напряжения , соединяют с обкладками конденсатора емкостью , заряженного до напряжения . Определите емкость , если напряжение на конденсаторах после их соединения . Конденсаторы соединяются обкладками, имеющими одноименные заряды.

169. Обкладки конденсатора с неизвестной емкостью , заряженного до напряжения , соединяют с обкладками конденсатора емкостью , заряженного до напряжения . Определите емкость , если напряжение на конденсаторах после их соединения . Конденсаторы соединяются обкладками, имеющими разноименные заряды.

170. Конденсатор емкостью заряжен до напряжения . Определить заряд на обкладках этого конденсатора после того как параллельно ему был подключен другой, не заряженный, конденсатор емкостью .

171. Элемент сначала замкнут на внешнее сопротивление , а затем на внешнее сопротивление . Найти ЭДС элемента и его внутреннее сопротивление, если известно, что в каждом из этих случаев мощность, развиваемая во внешней цепи, одинакова и равна .

172. Внешняя цепь постоянного тока потребляет мощность . Определить силу тока в цепи, если ЭДС источника , а внутреннее сопротивление .

173. К батарее, ЭДС которой и внутреннее сопротивление , присоединили проводник. Исследуйте, при каком сопротивлении проводника мощность, выделяемая в нем, максимальна. Найдите эту мощность.

174. Максимальная сила тока генератора равна , ЭДС генератора равна . Найдите наибольшее количество теплоты, которое может быть выделено на внешнем сопротивлении за .

175. Наибольшая мощность, которая может выделяться во внешней цепи некоторого источника . Сила тока при этом . Найти ЭДС и внутреннее сопротивление этого источника.

176. ЭДС батареи равна . КПД батареи равен при силе тока . Чему равно внутреннее сопротивление батареи?

177. На концах проводника длиной поддерживается разность потенциалов . Каково удельное сопротивление проводника, если плотность тока в нем ?

178. Между точками с постоянной разностью потенциалов включили сопротивление и вольтметр, соединенные последовательно. Показания вольтметра . Когда сопротивление заменили на другое, вольтметр показал . Определить второе сопротивление.

179. К источнику с ЭДС присоединена нагрузка. Напряжение на нагрузке . Определить КПД источника.

180. ЭДС батареи . При силе тока КПД батареи . Определить внутреннее сопротивление батареи.

Реактор вытеснения

II. Задание

К=5 моль/л мин С_A^р= С_B^р=0,1 моль/л V^p=1,5л υ=30 л/ч

С⁰_NaOH: С⁰_ЭА=1:1, 1:2, 1:3, 1:4. Исследовать С⁰_NaOH: С⁰_ЭА на X_NaOH=f(τ)

III. Схема установки

1 -емкость с ЭА, 2 - емкость с NaOH, 3 - кондуктометр, 4 -панель управления,

5 -высокочастотный генератор, 6 -мост, 7,8 -сигнальные лампочки, 9,10 - ротаметры, 11- кондуктометрическая ячейка, 12 - реактор, А,Б,В - краны

IV. Таблицы опытных данных и расчеты

, K_(Tz)=KC_B , f=C_A0/C_B0

С^0NaOH: С^0ЭА	CA0	CB0	KCB	f
1:1	0,05	0,05	0,25
1:2	0,033	0,066	0,33	0,5
1:3	0,025	0,075	0,375	0,333
1:4	0,02	0,08	0,4	0,25

1:1	1:2	1:3	1:4
τ	хА	τ	хА	τ	хА	τ	хА
0,3	0,07	0,3	0,093	0,3	0,105	0,3	0,112
0,6	0,13	0,6	0,174	0,6	0,195	0,6	0,208
0,9	0,184	0,9	0,244	0,9	0,275	0,9	0,292
1,2	0,231	1,2	0,307	1,2	0,344	1,2	0,366
1,5	0,273	1,5	0,362	1,5	0,406	1,5	0,431
1,8	0,31	1,8	0,411	1,8	0,46	1,8	0,488
2,1	0,344	2,1	0,455	2,1	0,509	2,1	0,539
2,4	0,375	2,4	0,496	2,4	0,552	2,4	0,584
2,7	0,403	2,7	0,532	2,7	0,591	2,7	0,625
	0,428		0,564		0,626		0,661

Производительность реактора

1:1 V=(30*0,05)*0,428=0,642 моль/ч

1:2 V=(30*0,033)*0,564=0,558 моль/ч

1:3 V=(30*0,025)*0,626=0,469 моль/ч

1:4 V=(30*0,02)*0,661=0,397 моль/ч

Дата добавления: 2015-06-25