Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Алешкевич В.А. -> "Задачи вступительных экзаменов по физике. Выпуск 8" -> 17

Задачи вступительных экзаменов по физике. Выпуск 8 - Алешкевич В.А.

Алешкевич В.А. , Кокшаров Ю.А., Миронова Ю.А., Миронова Г.А. Задачи вступительных экзаменов по физике. Выпуск 8 — М.: МГУ, 1999. — 75 c.
Скачать (прямая ссылка): zadachipofizikevipusk81999.djvu
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 24 >> Следующая


50 ___' _Физический факультет МГУ

0 К

К

ратуры газа до и после такого нагревания. На втором участке температура газа растет прямо пропорционально его объему. Поскольку давление р, объем V и абсолютная температура T моля идеального газа связаны между собой соотношением р V = RT, то на втором участке давление газа должно оста- Решения задач. Молекулярная физика и термодинамика

состоянии. С учетом этих соотношений переданное нагревателем газу за цикл количество теплоты должно быть равно: ДOh = (а --? V0) (2,5 а + l,5? V0) Ri?. Поскольку диаграмма цикла имеет вид прямоугольного треугольника с высотой р2- P1 и основанием F3 - V0, то совершенная газом за цикл работа должна быть равна ДА = 0,5 (р2 -- p,)(V3-V0) = Q,S R(a- ?V0)2 j?, а потому искомая величина КПД

ДА а-?V0 заданного цикла п =---і-—-—.

AQh 5a + 3?V0

11.11. Поскольку на участке 1-2 газ расширяется изотермически, его температура остается неизменной, а совершаемая газом на этом участке работа AAn согласно первому закон}' термодинамики должна быть равна количеству теплоты AO12,' полученной при этом газом от нагревателя. На втором участке газ охлаждается, т.к. его давление изохорически уменьшается. При адиабатическом сжатии над газом совершают работу. При таком процессе газ не имеет теплового контакта с окружающими телами, а потому температура газа должна возрастать по мере увеличения степени его сжатия. Следовательно, максимальная температура (Т\) газа в заданном цикле должна быть равна его температуре на участке 1-2, а минимальная (T3) - температуре газа в точке 3.

^Согласно условию задачи температура нагревателя машины, работающей по циклу Карно, должна быть равна T1, а температура холодильника этой машины J3, причем эти температуры должны удовлетворять соотношению Vk=I-T3/T1. Считая, что полезная работа первой машины за каждый цикл равна работе газа за тот же промежуток времени, на основании закона сохранения энергии можно утверждать, что КПД этой машины равен отношению разности количеств теплоты, полученной газом от нагре-вателл AQk = Д012 и отданной Холодильнику AQx, к количеству теплоты AQh, переданной газу нагревателем, т.е. rj = (AQH - AQx)/AQh . Если обозначить теплоемкость газа при изохорическом процессе Cv и учесть, что газ отдает тепло только на участке 2-3, то отданное газом за цикл количе-

Физический факультет МГУ

51 Олимпиадные задачи и задачи вступительных экзаменов по физике. Вып. 8

ство теплоты должно быть равно ДQx =(7] -T3) Cv ^tjk T1 Cv. Вспоминая, что внутренняя энергия газа равна произведению его абсолютной температуры на теплоемкость при изохорическом нагревании, т.е. Wx =T1 Cv, то AQx Л) Дбн • Отсюда следует, что искомая работа равна

rIiwI

П. 12. Обозначим количество теплоты, которым обменивается газ с нагревателем или холодильником при переходе из ТОЧКИ і в точку j, символом Qij и будем считать, что Oy >О, если газ получает тепло, и Qjj <0, если он его отдает. На участках 2-3 и 4-1 цикла Карно изменение состояния газа происходит адиабатически, т.е. без теплообмена с окружающими телами. На участке 1-2 объем газа увеличивается изотермически. Следовательно, на этом участке газ должен получать тепло от нагревателя. На участке 3-4 над газом совершается работа без изменения егавнутренней энергии. Следовательно, на этом участке газ должен отдавать тепло холодиль» нику. При изменении состояния в первом цикле при переходе газа из точки 2 в точку ^4 он отдает тепло. Поэтому из первого закона термодинамики и

определения КПД цикла следует, что rjK = ^12 + ^34, а Tjl = ~12 + ^24 . За-

Qn Qn

мечая, что во втором цикле при переходе из точки 4 в точку 2 газ совершает работу и его внутренняя энергия увеличивается, можно утверждать, что

КПД второго цикла должен быть равен л, = ^42 + ^34 . Из пеовых двух со-

ния для КПД второго цикла следует, что ^a- = Tj2 -1, то искомый КПД

отношений следует, что

о» =OjlzI





должен быть равен Tji = ——-

1 - H1

52

Физический (Ьакультет МГУ Решения задач. Электричество и магнетизм

III. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

ІП.1. По условию задачи размеры шарика малы по сравнению с расстоянием h от него до плоскости. Поэтому шарик можно считать точечным зарядом. Учитывая, что требуется найти амплитуду малых колебаний, а длина нити L сравнима с h, можно считать, что при таких колебаниях расстояние между шариком и плоскостью остаемся практически неизменным и равным h. щ

Как известно, если к проводнику, т.е. телу, в котором имеются свободные носители электрического заряда (носители, способные перемещаться в пределах в^его проводника под действием сколь угодно малых сил), начать подносить 'заряженное тело, то в проводнике возникнет дв^ жение свободнйх зарядов. Оно будет продолжаться до тех пор, пока потенциалы всех точек проводника ие станут одинаковыми. Другими словами, в проводнике будет существовать электрический ток до тех пор, пока линии напряженности поля, порождаемого заряженным телом и зарядами проводника, вблизи его поверхности не станут перпендикулярными поверхности проводника. Время установления равновесного распределения свободных зарядов и потери энергии, обусловленные движением этих зарядов, должны быть тем меньше, чем меньше удельное сопротивление проводника. Поскольку плоскость является идеально проводящей, будем считать, что распределение свободных зарядов по плоскости в любой момент времени совпадает с тем, каким бы оио было, если бы шарик в данном положении находился бесконечно долго, и будем пренебрегать указанными выше потерями.
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 24 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed