Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Кобушкин В.К. -> "Сборник задач по физике" -> 15

Сборник задач по физике - Кобушкин В.К.

Кобушкин В.К., Кондратьев А.С., Прияткин Н.А. Сборник задач по физике — Москва, 1966. — 108 c.
Скачать (прямая ссылка): sbornikzadachpofizike1966.djvu
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 26 >> Следующая


А

yI =Q-'

где к. п. д. тепловой машины; А — совершенная ею работа; Q —тепло, полученное машиной от нагревания. Макси-

rP _Ji

мально возможный к. п. д. тепловой машины равен —если

машина работает по циклу Карно. Максимальную работу можно получить лишь с помощью машины, работающей по этому циклу. Значит,

T1-Ti ^ А T1 Q '

где T1 и T2 — абсолютные температуры нагревателя и холодильника. Тепло Q, как видно из условия задачи, —лишь часть тепла, выделившегося при сгорании топлива, поэтому

Q = rIiQnonn = rIimk,

где % — к. п. д. топки. Окончательно получаем

T1-T2 _ А T1 I\xmk '

откуда

A = ^mkll—Щ; А = 1,6-IO9 дж.

56 Задача № 56

Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. При этом 80% тепла, получаемого от нагревателя, передается холодильнику, температура которого равна O0 С. Определить: 1) температуру нагревателя; 2) коэффициент полезного действия машины.

Решение. Для любой тепловой машины •>] = Qg-.

Vl

Коэффициент полезного действия идеальной машины, работающей по циклу Карно,

Поэтому Qi^i = Tl TJ3 или "^fesTf"' откУДа T1 = T2----. Так как Qi = 0,8 Q1, то окончательно Раздел III ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

В этот раздел преднамеренно включены задачи таких типов, с которыми учащиеся сравнительно редко встречаются. Но, на наш взгляд, именно в этих задачах существенным образом раскрывается физический смысл целого ряда явлений, имеющих место, например, при перезарядке конденсаторов, протекании тока в неоднородном (т. е. с включенной э. д. с.) участке цепи и т. д.

При решении этих задач следует учитывать:

1. Энергия заряженного конденсатора выражается следующими соотношениями:

W = ^-- W=*".-, W=^,

где W—энергия конденсатора; С — его емкость; U—разность потенциалов между обкладками; q— заряд одной пластины. В тех случаях, когда энергия конденсатора в результате каких-либо процессов меняется, ее целесообразно вычислять через ту из величин q и U, которая в данном процессе не изменилась; Так, если заряд конденсатора не изменится, то .

W=-^-- у w 2С '

если напряжение не изменилось, то

2

независимо от того, как меняется при этом емкость конденсатора.

2. Закон Ома для неразветвленного участка цепи имеет в общем случае вид

Ух-??+^ _U+s A + r —R + r •

-58 где / — сила тока в цепи; Ip1 — потенциал той точки, от которой течет ток (имея в виду техническое направление тока); «р2 — потенциал той точки, к которой течет ток; S — включенная в цепь э. д. е.; R— сопротивления участка без сопротивления включенного источника; г — внутреннее сопротивление источника.

Знак S определяется тем, повышает или понижает S потенциал в направлении протекания тока: если повышает, то S > 0; если понижает, то S<0.

Следует заметить, что решение задач о движении заряженных частиц в электрическом и магнитном полях производится так же, как и в случае незаряженных частиц, т. е. с использованием законов механики (законы Ньютона, закон изменения энергии и т. д.). И единственная разница заключается в том, что помимо иных сил на частицу с зарядом q со стороны

электрического поля E и магнитного поля В действуют силы

—» -»г-* -»]

Кулона Fk = qE и Лоренца Fn= q\v, В J или Fn=qvB sin а,

—»

где а —угол между V и В. Направление Fljl определяют по правилу левой руки.

Задача № 77

Два одинаковых маленьких шарика, подвешенных на шелковых нитях одинаковой длины, закрепленных в одной точке, под действием сообщенного им заряда расходятся так, что угол между нитями равен 90° (рис. 54). Вследствие неизбежной потери заряда шарики начинают сближаться. Определить, какую долю заряда потеряет каждый из шариков, когда угол, составляемый нитями, сделается равным 60°.

Решение. Вначале

P+Ял+ Fu = O (F11 — натяжение нити), т. е.

f^ _ я"1 __ <?2 /1-

P — r*P — (21 sin а)2р '

После потери некоторой части заряда т. е.

IgaI — р — г2р — {21 sinai)2/3 ' К )

59

Рис. 54. Сравнивая (1) и (2), находим

«пт/Ж ==0,46.

Slno Г tg а '

Задача № 78

Наэлектризованный мыльный пузырь раздувается настолько, что его радиус R делается вдвое больше, заряд на пузыре при этом не меняется. Как изменяется энергия заряда? Помогает или препятствует присутствие заряда раздуванию пузыря?

Решение. При раздувании пузыря энергия заряда убывает: считая пузырь сферическим, можно написать

Так как заряд пузыря не меняется, а радиус становится вдвое больше, то энергия уменьшается в 2 раза.

Заряженный пузырь раздувать легче, так как избыточные заряды взаимно отталкиваются и способствуют увеличению свободной поверхности.

Задача № 79

Два шарика с зарядами Q1 и q2, подвешенных на нитях одинаковой длины, опускаются в керосин. Какова должна быть плотность материала шариков, чтобы угол расхождения нитей в воздухе и в керосине был один и тот же?

/////////////

У I \ I \ I \
-fr- I \ I \
V.
"V
Г



ґзл

Рис. 55.

Г

б

Решение. В воздухе (рис. 55, а) шарик будет в состоянии покоя при

Р + Ъ л + Л=0,

60 т. е.

tea = =_Ml— Л)

lSot- p — r*DVg ' K '
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 26 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed