Два одинаковых конденсатора заряжены до напряжения 200 В, Один из них разрядили с помощью резистора. В результате протекания разрядного тока резистор нагрелся на 5 °С, Другой конденсатор разряжают через два таких же резистора, соединенных параллельно. На сколько градусов нагреются резисторы во втором случае?
Считайте, что вся энергия электрического поля конденсатора превращается во внутреннюю энергию резисторов.
Выбрать правильный ответ:
А(25 °С); Б(10 °С); В(5 °С); Г(2.5 °С)
Решение
Поскольку оба конденсатора заряжены до одинакового напряжения и их емкости одинаковы, то и их энергии(W=CU²/2) равны, поскольку в формулу энергии заряженного конденсатора кроме емкости и напряжения другие переменные не входят. Напишем два уравнения теплового баланса для одного резистора в первом случае и для двух резисторов во втором случае:
для одного резистора
для двух резисторов
В этих формулах:
Q - энергия,
m - масса вещества, из которого сделаны резисторы,
c - удельная теплоемкость вещества, из которого сделаны резисторы,
t - температура на которую нагрелись резисторы.
Приравняем правые части этих формул получим:
,
откуда будем иметь:
Правильный ответ: Г(2.5 °С)
Примечание
Условие задачи составлено не совсем корректно, так как число 200 В не требуется для решения. Неизвестно с какой целью оно дано. Достаточно было бы сказать, что конденсаторы заряжены до одинакового напряжения.
Также при решении задачи не играет роли соеденены резисторы параллельно или последовательно.
Два конденсатора емкостью 10 мкФ и 20 мкФ были соединены в батарею по схеме, изображенной на рисунке 1. Потом эти самые конденсаторы соединили по схеме, изображенной на рисунке 2, Определите, как изменилась емкость батареи конденсаторов в результате такого изменения их соединения.
Выбрать правильный ответ:
А(увеличилась в 4.5 раза);
Б(увеличилась в 4 раза);
В(уменьшилась в 4 раза);
Г(уменьшилась в 4.5 раза)
Решение
При последовательном соединении(Рис. 1) общая емкость выражается формулой:
а при параллельном соединении(Рис. 2) следующей формулой:
Перемножим соответственно левые и правые части этих формул получим:
после подстановки исходных значений в последнюю формулу будем иметь:
Правильный ответ: А(увеличилась в 4.5 раза)
Считая электрическое поле в промежутке между контактами батареи гальванических элементов "Крона" однородным, определите модуль напряженности этого поля. ЭДС батареи равняется 9 в, Расстояние между контактами равно 6 мм
Выбрать правильный ответ:А(9 В/м); Б(540 В/м); В(1.5 кВ/м); Г(9 кВ/м)
Решение
Напряженность(Е) электростатического поля равна разности потенциалов(в нашем случае ЭДС=9в), приходящуюся на едницу длины(l) линии напряженности.
E=-ЭДС/l (в результате знаком пренебрежем, так как нам необходимо определите модуль напряженности)
E=9/(0.006)=1500(в/м) Отметим, что расстояние следует брать в метрах.
Правильный ответ: В(1500 В/м=1.5 кВ/м)
Относительная влажность воздуха в закрытом баллоне равнялась 60% при температуре 30 °С.
Определите относительную влажность воздуха в баллоне после охлаждения воздуха до 11 °С, если:
при температуре 11°С Плотность насыщенного водяного пара равна 10 г/М³,
при температуре 30°С Плотность насыщенного водяного пара равна 30 г/М³.
Выбрать правильный ответ:А(20%); Б(60%); В(66%); Г(100%)
Решение
Относительная влажность воздуха(φ), это отношение (выраженное в процентах) плотности воздуха в данный момент(ρ) к плотности воздуха при насыщении(ρn) при данной температуре.
φ=(ρ/ρn)*100
Из этой формулы найдем плотность воздуха, которая была при 30 °С.
ρ=(φ*ρn)/100=(60*30)/100=18
Так как для насыщения воздуха при 11 °С необходима плотность водяного пара 10 г/М³, то отсюда следует, что после охлаждения воздуха будет выпадение росы и воздух станет насыщенным(Относительная влажность 100%)
Правильный ответ: Г(100%)
Температура нагревателя идеальной тепловой машины равняется 527 °С, а температура холодильника представляет 7 °С. Определите, какое количество теплоты должен передать нагреватель рабочему телу, чтобы машина произвела полезную работу, которая равняется 5,2 кДж.
Выбрать правильный ответ:А(0.07 кДж); Б(3.4 кДж); В(5.27 кДж); Г(8 кДж)
Решение
Коэфициент полезного действия идеальной тепловой машины вычисляется по формулам:
приравняем правые части этих формул и найдем Q1, тогда получим:
где:
T1-Температура нагревателя
T2-Температура холодильника
Температуры должны быть выражена в размерности Кельвина. То есть к градусам Цельсия следует добавлять 273(это не относится к разности температур, так как разность, что по Цельсию, что по Кельвину будет одна и та же)
Q1-количество теплоты отданное нагревателем рабочему телу
Q2-количество теплоты отданное холодильнику
( Q1 - Q2) - совершаемая работа тепловой машиной(5,2 кДж)
После подстановки числовых данных в последнюю формулу, будем иметь:
Правильный ответ: Г(8 кДж)
