Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ… — Частина 5

Знак мінус перед струмом iПриклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 означає, що напрямок його вибраний помилково, у дійсності струм iПриклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 йде від А до В.

Різницю потенціалів між вузлами можна знайти, застосовуючи узагальнений закон Ома до будь-якої ділянки.

На ділянці Be1A: i1r = jB — jA — e 1 j B — jA = e1 + i1r =2,36B.

На ділянці BRe3A: — I(R + r ) = jB — jA — e3. jB-jA=e3-I(R+r)=2,36B.

До обчислення різниці потенціалів між вузлами тільки з напрямків токів можна передбачити, що шукана різниця потенціалів повинна бути більше, ніж e2 (струм i2 йде від позитивного полюса елемента до негативного, отже, стороннє поле усередині другого елемента слабкіше кулонівського ), і менше, ніж e1 ( струм i1 йде від «мінус» до «плюс» елемента, отже, стороннє поле усередині першого елемента сильніше кулонівського).

Кількість джоулевої теплоти, що виділяється за 1 секунду у всьому колі,

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5.

Робота, що виконується першим і третім елементами, позитивна і відповідно дорівнює:

A 1=-i 1e1= 1,70Дж;

A 3 = I e3 = 0,39Дж.

Робота, що виконується другим елементом, негативна і дорівнює

A 2= — i 2e2 =-1,78Дж.

Легко бачити, що сумарна робота, що виконується першим і третім елементами, дорівнює сумі кількості теплоти, що виділяється у всьому колі, і роботи, що виконується проти стороннього поля другого елемента, тобто

A1 + A3 = — A2 + Q.

Задача18. По мідному дроту з поперечним перерізом 1 мм2 йде струм 1А, при цьому температура дроту 57оС. Враховуючи, що електронний газ підпорядковується розподілу Максвелла, визначити середні величини теплової і направленої швидкостей вільних електронів.

Дано:

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Аналіз і рішення. Якщо електронний газ підпорядковується розподілу Максвелла, то середня теплова швидкість Vт =Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 , (1)

Де k — постійна Больцмана; Т — абсолютна температура по Кельвіну; mе = 9,1Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 г — маса електрона.

Провівши розрахунок, одержуємо Vт =1,1Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 .

Спрямована швидкість Vнапр може бути визначена зі співвідношення: Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

G =Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 . (2)

Тут g — густина струму, що протікає по дроту; Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 — концентрація вільних електронів; Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 =1,6Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 Кл — заряд електрона.

З умови задачі знаходимо густину струму:

G=Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 .

Концентрацію електронів можна оцінити з таких розумінь: густина міді Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5R» 9Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5; молекулярна вага її Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5; отже, у 1см3 утримується приблизно Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5Грам-моля. Мідь — елемент першої групи, володіє одним валентним електроном, тому концентрація вільних електронів Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 — число Авогадро.

Підставимо отримані значення g,Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 і Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 у формулу (2) і зробимо обчислення: Vнапр = Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5.

Отримані результати наочно показують, що спрямована швидкість дуже мала в порівнянні із середньою тепловою. У дійсності, електронний газ підпорядковується статистиці Фермі. Це значить, що енергія вільних електронів дискретна, на кожному енергетичному рівні може знаходитися одночасно тільки два електрони і навіть при Т = 0оК електрони мають енергію, при цьому максимальна енергія, так звана енергія Фермі, має розмір 10еВ. Тому середня теплова швидкість, розрахована по Фермі, виявиться більше обчисленої величини(10 еВПриклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 ерг, що відповідає «електронній температурі» Те =100000 К.

Задача 19. Оцінити відношення концентрації вільних електронів у металах нікель-платина, якщо електрорушійна сила такої термопари, що відповідає різниці температур спаїв у 1о К, дорівнює — 15 Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Дано:

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Аналіз і рішення. Розмір термо-е. р. с. визначається співвідношенням

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 (1)

Де Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 — концентрації електронів у металах, що контактують; Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 — різниця температур між спаям; Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 — постійна Больцмана; Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5— заряд електрона.

В умові задачі дана електрорушійна сила, що виникає при різниці температур Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5Т=1о.

Отже, Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 звідки Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Те, що концентрація електронів нікелю менше, ніж платини, можна було визначити відразу за знаком е. р.с. (Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 Виходить що, у конкретному випадку нікель заряджається негативно, тобто віддає менше електронів, чим одержує; платина заряджається позитивно: віддає електронів більше, ніж одержує.

Задача 20. Сила струму в резисторі лінійно наростає за 4 із від 0 до 8А. Опір резистора 10 Ом. Визначити кількість теплоти, що виділилося в резисторі за перші 3 с.

Дано:

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

R = 10 Ом.

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Аналіз і рішення. Так як сила струму змінюється з часом, то закон Джоуля-Ленца запишемо у вигляді (Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5) (1). Сила струму є функцією від часу, тому Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 (2), де Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 — коефіцієнт пропорційності, чисельно рівний збільшенню струму в одиницю часу Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Отже,Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 (3)

Підставивши числові значення у формулу (3), одержимо Q = 853 Дж.

Задача 21. Батарея складається з 5 послідовно сполучених елементів. Е. р.с. кожного 1,4В, внутрішній опір кожного 0,3 Ом. При якому струмі корисна потужність батареї дорівнює 8Вт? Визначити найбільшу корисну потужність батареї.

Дано:

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

І=? Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Аналіз і рішення. Корисна потужність батареї Рп =I2R, (1) де R — опір зовнішнього кола, I — сила струму, що протікає у колі і визначається за законом Ома

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5: (2)

Тут nEі — е. р.с., а nrі — внутрішній опір n послідовно сполучених елементів.

Знайдемо із (1): Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 і підставивши цей вираз в (2), отримаємо

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 (3) або Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 (4).

Перетворимо вираз (4), одержимо квадратне рівняння щодо I:

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Розв’язуючи квадратне рівняння, знайдемо

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Підставимо числові значення і отримаємо I1 = 2,66А; I2 = 2A.

Для того щоб визначити найбільшу корисну потужність батареї, знайдемо залежність її від зовнішнього опору. Підставимо в рівняння (1) вираз (2):

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 (5)

З цієї формули випливає, що при постійних розмірах Ei і ri потужність є функцією одної змінної — зовнішнього опору R. Відомо, що ця функція має максимум, якщо Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 або Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 (6)

Таким чином, задача зводиться до знаходження опору зовнішнього кола.

З розв’язку рівняння (6) випливає R=nrі. Підставляючи знайдені значення R у формулу (5), маємо Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5. Провівши обчислення одержимо Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5.

Задача 22. Яка концентрація одновалентних іонів у повітрі, якщо при напруженості поля 30Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 густина струму Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 Рухливість іонів Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Дано:

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Розв’язання. Густина струму в газі при відсутності насичення Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 (1)

Де n — концентрація іонів, тобто число іонів одного знака в одиниці об'єму; рухливості позитивних Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 і негативних Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 іонів; Е — напруженість електричного поля в газі; Q — абсолютне значення заряду кожного іона. За умовою задачі варто визначити концентрацію одновалентних іонів, що знаходились у повітрі, тобто

Q= —Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 (Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 — заряд електрона), тоді Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 (2)

З виразу (2) визначимо Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5:

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5.

Підставивши числові значення, знайдемо Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5=12,8 Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Задача 23. Струм, що тече в рамці, яка містить N витків, створює магнітне поле. В центрі рамки індукція поля 0,126 Тл. Знайти магнітний момент рамки, якщо Ії радіус 10 см.

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

В=0,126 Тл

R= 0,1 м

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Магнітний момент рамки з струмом : Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 (1), де І – сила струму, S — площа витка (Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5) (2), N — число витків в рамці.

Індукція магнітного поля в центрі колового струму (багатовиткового)

Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 (3), звідки Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 (4). Підставимо (2) і (4) в (1), отримаємо:

.Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5 . Підставимо числові дані і отримаємо: Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Відповідь: Приклади розв’язання задач з фізики. Вступ... - Частина 5

Реферати

  • Методы контроля качества
  • наявність фосфотази в молоці
  • ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПОСОЛА
  • термін вживання котлет з мяса
  • технологічна схема виробництва ковбас
  • способы определение щелочности
Tagged with: , , , , , ,
Posted in Фізика
Перелік предметів:
  1. Інформаційні технологіі в галузі
  2. Інформаційні технологіі в системах якості стандартизаціісертифікаціі
  3. Історія української культури
  4. Бухоблік у ресторанному господарстві
  5. Діловодство
  6. Мікропроцесорні системи управління технологічними процесами
  7. Науково-практичні основи технологіі молока і молочних продуктів
  8. Науково-практичні основи технологіі м’яса і м’ясних продуктів
  9. Організація обслуговування у підприємствах ресторанного господарства
  10. Основи наукових досліджень та технічноі творчості
  11. Основи охорони праці
  12. Основи підприємницькоі діяльності та агробізнесу
  13. Політологія
  14. Технологічне обладнання для молочноі промисловості
  15. Технологічне обладнання для м’ясноі промисловості
  16. Технологічний семінар
  17. Технологія зберігання консервування та переробки молока
  18. Технологія зберігання консервування та переробки м’яса
  19. Технологія продукціі підприємств ресторанного господарства
  20. Технохімічний контроль
  21. Технохімічний контроль
  22. Управління якістю продукціі ресторанного господарства
  23. Вища математика 3к.1с
  24. Вступ до фаху 4к.2с.
  25. Загальні технології харчових виробництв
  26. Загальна технологія харчових виробництв 4к.2с.
  27. Мікробіологія молока і молочних продуктів 3к.1с
  28. Математичні моделі в розрахунках на еом
  29. Методи контролю харчових виробництв
  30. Основи фізіології та гігієни харчування 3к.1с
  31. Отримання доброякісного молока 3к.1с
  32. Прикладна механіка
  33. Прикладна механіка 4к.2с.
  34. Теоретичні основи технології харчових виробництв
  35. Технологія зберігання, консервування та переробки м’яса
  36. Фізика
  37. Харчові та дієтичні добавки
  38. Фізичне виховання 3к.1с

На русском

  1. Методы контроля пищевых производств
  2. Общая технология пищевых производств
  3. Теоретические основы технологий пищевых производств
  4. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
LiveInternet