Физика Методика решения задач

Методика решения задач контрольной работы
Техническая механика
Кинематика
Основное уравнение динамики
Динамика вращательного движения
Определить положение центра тяжести сечения

Построить эпюру из изгибающих моментов

Физика примеры решения задач
Механические колебания
Математический маятник
Механическое движение и его относительность
Молекулярная физика и термодинамика
Диэлектрики в электрическом поле
Магнитное взаимодействие проводников с током
Найти индуктивность получившегося соленоида
Интерференция света и способы ее наблюдения
Определить кинетическую энергию
Электротехника
Общие указания к выполнению контрольной работы
Генератор постоянного тока
Первичной обмоткой трансформатора
Расчет параметров асинхронного двигателя
Электрические машины постоянного тока
Трансформаторы
Асинхронные электрические машины

Синхронные электрические машины

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача № 1

Сколько атомов содержится в 1 кг гелия? Определить массу одного атома гелия.

Решение

1. Число молекул N в данной массе газа определяется выражением

  (1)

где m – масса газа; m - молярная масса; n = m /m - количество вещества; NA – число Авогадро.

Выразим числовые значения в СИ: m =1кг, m = 4×10-3 кг/моль,
NA= 6,02´1023моль-1

Подставим эти значения в формулу (1) и произведем вычисления. Так как молекула гелия одноатомная, то число атомов равно числу молекул

2. Чтобы определить массу одного атома m1, достаточно массу газа разделить на число атомов, содержащихся в нем:

  (2)

Подставим числовые данные и вычислим

 кг = 6,67×10-27кг.

Задача № 2

Определить внутреннюю энергию водяного пара массой
m =180г, принимая его за идеальный газ при температуре t =-73°С, а также кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы пара при той же температуре.

Решение:

1.Внутренняя энергия идеального газа есть полная кинетическая энергия всех молекул газа и выражается формулой

 (1)

где i – число степеней свободы молекулы газа; m - молярная масса; R – универсальная (молярная) газовая постоянная; Т - абсолютная температура газа.

Выразим числовые данные в единицах СИ: i = 6 (молекула водяного пара трехатомная), m = 180 г,  =18×10-3 кг/моль,
R = 8,31Дж/(моль×К), Т= 200 К.

Проверим единицы правой и левой части расчетной формулы (1). Для этого подставляем в формулу вместо величин их единицы в Международной системе:

Дж = Дж/(моль×К)×К, Дж=Дж.

Подставим числовые данные в формулу (1) и вычислим

Дж = 4,99×104 Дж, U = 49,9 кДж.

2. Известно, что на каждую степень свободы молекулы газа приходится одинаковая энергия, выражаемая формулой

 (2)

где k – постоянная Больцмана; Т – абсолютная температура газа.

Так как вращательному движению трехатомной молекулы соответствуют три степени свободы, то энергия вращательного движения молекулы водяного пара определяется выражением

  (3)

Подставив в формулу (3) значение k = 1,38×10-23 Дж/К и Т=200К, получим w =3×1/2×1,38×10-23×200Дж=4,14×10-21Дж