Явление дифракции Дифракция от круглого отверстия Дифракция Фраунгофера от щели Дифракционная решетка Тепловое излучение. Формула Планка

Курс лекций по физике Примеры решения задач

Кислород массой m = 2 кг занимает объём V1 = 1 м3 и находится под давлением р1 = 0,2 МПа. Газ нагревают, сначала при постоянном давлении до объёма V2 = 3 м3, а затем при постоянном объёме до давления р3 = 0,5 МПа. Определить изменение внутренней энергии DU, совершённую газом работу АS и количество тепла, переданное газу.

 Решение

 1. Первая фаза процесса может быть рассмотрена как протекающая по изобарной схеме, что позволяет определить изменение внутренней энергии по уравнению (2) задачи 2.3.5

 . (1)

 2. Работа изобарного процесса определится уравнением

 . (2)

 3. Количество тепла Q1, получаемое при изобарном расширении кислорода определится первым началом термодинамики

 . (3)

 4. Вторая фаза процесса протекает по изохорной схеме, т.е. работа при этом изменении состояния равна нулю А2 = 0

  . (4)

 5. Разность температур определим, воспользовавшись уравнением Клапейрона ­ Менделеева

 . (5)

 6. Подставим значение DТ в уравнение (4)

 .(6)

  7. Определим суммарные параметры при переводе кислорода из состояния 1 в состояние 3

 . (7)

 . (8)

 . (9)

 2.3.8. Гелий массой m = 1×10 ­ 3 кг нагрет на DТ = 100 К при постоянном давлении р. Определить количество теплоты Q, переданной газу, изменение его внутренней энергии DU и работу расширения А1®2.

 Решение

  1. Изменение внутренней энергии газа при изобарном процессе определяется уравнением

  . (1)

 2. Молекула гелия состоит из одного атома, поэтому обладает тремя степенями свободы i = 3, молярная масса гелия ­ m = 4×10 ­ 3 кг/моль

 . (2)

 3. Найдём работу расширения при изобарном процессе

 . (3)

 4. Определим далее количество тепла, необходимого для изменения внутренней энергии гелия и совершения работы расширения

  . (4)

Такая же величина количества тепла получится при непосредственном применении первого начала термодинамики

 . (5)

 2.3.9. Какая доля xU количества тепла Q, подводимого к идеальному одноатомному газу расходуется на увеличение внутренней энергии DU, а какая доля количества тепла xА ­ на совершение работы? Как изменится результат, если молекула газа будет двухатомной?

  Решение

 1. Чтобы определить величину xU достаточно количество энергии расходуемой на изменение внутренней энергии газа DU отнести к величине подводимого к газу тепла Q. Другими словами, необходимо уравнение (1) поделить на уравнение (4) предыдущей задачи

 . (1)

 2. Доля энергии xА, расходуемой на совершение работы определится очевидным соотношением

 . (2)

 3. Для двухатомной молекулы i = 5, поэтому

  . (3)

 2.3.10. Пары воды расширяются при постоянном давлении. Определить работу расширения, если пару в этом процессе передано количество тепла Q = 4 кДж.

 Решение

 1. Пары воды Н2О представляют собой, в первом приближении, газ, молекулы которого состоят из трёх атомов, т.е. обладают шестью степенями свободы: три поступательных степени и три степени свободы вращения i = i пост + iвращ = 6.

 2. Для определения величины работы целесообразно воспользоваться уравнением (1) предыдущей задачи, т.е. определить долю энергии xА, расходуемой на совершение работы

  . (1)

 3. Величина работы в абсолютных единицах определится как

 . (2)

ПОВЕРХНОСТЬ ж.

 волновая П. Поверхность, на которой в данный момент фазы колебаний, создаваемых волной, имеют одинаковые значения.

 гидрофильная П. Поверхность твёрдого тела, смачиваемая жидкостью.

 гидрофобная П. Поверхность твёрдого тела, не смачиваемая жидкостью.

 П. потенциальной энергии. Зависимость потенциальной энергии многоядерной молекулы от координат атомных ядер в ней.

П. Ферми. Поверхность равной энергии в пространстве квазиимпульсов, отделяющая область занятых электронных состояний металла от области, в которой при абсолютном нуле температуры электронов нет.

 фокальная П. Поверхность, на которой располагаются фокусы реальной оптической системы.

 эквипотенциальная П. Поверхность, все точки которой имеют одинаковый потенциал.

ПОГЛОЩЕНИЕ с.

 П. волн. Превращение энергии волн в другие виды энергии в результате взаимодействия волны со средой, в которой она распространяется.

 многофотонное П. света. Поглощение в одном акте взаимодействия нескольких фотонов от разных монохроматических источников света.

 резонансное П. гамма-излучения. Поглощение гамма- квантов атомными ядрами, обусловленное переходами ядер в возбуждённое состояние.

 резонансное П. света. Поглощение света с частотами, соответствующими переходу атомов поглощающей среды из основного состояния в возбуждённое.

 П. света. Уменьшение интенсивности оптического излучения, проходящего через вещество.

ПОГРЕШНОСТЬ ж измерений. Отклонение результата измерений от истинного значения величины.

ПОДВИЖНОСТЬ ж носите лей заряда. Отношение сред ней скорости направленного движения носителей зарядов, вызванного электрическим полем, к напряжённости это го поля.

ПОДОБИЕ с, физическое. Такое соответствие явлений или процессов, при котором в сходственные моменты времени в сходственных точках пространства значения вели чин, характеризующих состояние одной системы, пропорциональны соответственным значениям величин для другой системы.

ПОДОБОЛОЧКА ж, электронная. Совокупность электронов в атоме, имеющих одинаковое значение главного и азимутального квантовых чисел.

ПОДПРОСТРАНСТВО с. Часть многомерного пространства, выделенная из него по какому-либо признаку.


Контрольная по физике