Задачи, физика

[RocKRuleZz]

Задачи, физика

Здраствуйте, кто может помогите решить задачи з физики, буду благодарен сильно.
1)Какой объем занимает смесь газов - азота массой 1кг и гелия массой 1кг - при нормальных условиях?
2)Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа, находящегося в сосуде емкостью 2л под давлением 200кПА. Масса газа 0.3г.
3)Разница удельных теплоемкостей некоторого двухатомного газа равна 260Дж / (кг *К). Найти молярную массу  газа и его удельные теплоемкости
4)В цикле Карно рабочим телом является двухатомный газ. Определить КПД цикла, если при адиабатическом расширении объем газа увеличился с 8,0 до 10,2 дм3.
5) Два грузы массами m1 = 7кг и m2 = 11кг подвешены к концам нити, которую пересечена через блок. Изначально грузы находятся на одной высоте. Через какое время после начала движения расстояние между грузами равна 10см?
6)Диск массой 1кг и диаметром 60см вращается вокруг оси, проходящей через его центр перпендикулярно плоскости диска, с частотой 20об / с. Какую работу нужно выполнить, чтобы остановить диск?
Все задачи с РГР, всего 20 задач, 14 сделал, ети не смог, может кто знает как решить? Спасибо.

 

[Николай_С]

А Вы форумом не ошиблись?
В этой ветке помощь по программированию.
Думаю, по электротехнике сможем помочь...
А вот с газами - это явно не сюда. Попробуйте обратиться к медикам.

 

[RocKRuleZz]

Я понимаю, сори конечно, но просто как то писал ранее сюда, и мне помогли с решениям, так как думаю программисты знают и физику
зы. Термодинамик однако, сложная тема, все не понятно

 

[Антагонист]

1)Какой объем занимает смесь газов - азота массой 1кг и гелия массой 1кг - при нормальных условиях?

Сначала найдем количества веществ данных газов.
n(N2)=1000гр/(28гр/моль)~35,7 моль.
n(He)=1000гр/(4гр/моль)=250 моль.
То есть,суммарное количество вещества~285,7 моль.
Ищем V,где V=n*V(A). V(смеси)=285,7моль*22,4л/моль~6400л~6,4 м^3.
Вроде бы так.Остальное не знаю,ибо с физикой не дружу.А вот с химией-всегда пожалуйста

P.S.Елы палы...А в гугле не пробовал найти?

 

[Антагонист]

Попробуйте обратиться к медикам.

Всегда как на фронте,всегда на посту

 

[RocKRuleZz]

Спасибо большое, интересует решения задачи 3 4 5 6, не предположу даже как их решить.
5 связана с ускорениям, и силой тяготения
а 6, наверно с моментом инерции, какой в свою очередь с енергией, а енергия ето смена роботы

 

[interacia]

2)Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа, находящегося в сосуде емкостью 2л под давлением 200кПА. Масса газа 0.3г.

// Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа,
// находящегося в сосуде емкостью 2л под давлением 200кПА.
// Масса газа 0.3г.
program Series8;
var
Sred:real;
i:integer;
a:real; // скорость одной малекулы.
begin
i:=-1;
Sred:=0;
Writeln('Введите скорости всех молекул газа');
Writeln('Окончанием ввода будет отрицательное значение');
a:=0;
While a>=0 do
begin
inc(i);
Sred:=Sred+sqr(a);
Read(a);
end;
Writeln('Cредне квадратичная скорость молекул газа = ',sqrt(Sred/i));
end.

 

[RocKRuleZz]

// Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа,
// находящегося в сосуде емкостью 2л под давлением 200кПА.
// Масса газа 0.3г.
program Series8;
var
Sred:real;
i:integer;
a:real; // скорость одной малекулы.
begin
i:=-1;
Sred:=0;
Writeln('Введите скорости всех молекул газа');
Writeln('Окончанием ввода будет отрицательное значение');
a:=0;
While a>=0 do
begin
inc(i);
Sred:=Sred+sqr(a);
Read(a);
end;
Writeln('Cредне квадратичная скорость молекул газа = ',sqrt(Sred/i));
end.

Ну как бы логично, если форум по програмированию, но все же задача таким методом не решаеться к сожелению

 

[Костет]

Если не ошибаюсь - вторая задача просто естественная формула, что средняя скорость, это корень из (3pV)/(m). Главное в систему си - м^3, Па, кг перевести всё. Шестая - работа это разность кинетических энергий до и после остановки диска - J*((w1)^2-(w2)^2)/2, где w, это циклическая частота вращения – то есть w = 2*pi*число оборотов. w1=0 остановка. w2 = тому: 2*pi*число оборотов. J - момент инерции относительно оси проходящей через центр диска 1/2*m*R^2. Пятая - рисуем картинку, пишем уравнения Ma=Mg-N, ma=-mg+N, находим ускорение, (оно (M-m)/(M+m)*g), и затем по не менее логичной формуле Н=(1/2)*a*t^2 находим время. Только, за высоту надо принять 5 см, так как блоки будут двигаться симметрично и каждый, пройдя по 5 - вместе 10. Надеюсь не ошибся. Ну и кстати говоря - лучший способ разобраться это разобраться самому. Есть отличные книги и интернет.

 

[Костет]

Описался: разница энергий после остановки - до остановки диска. Всё остальное верно.

 

[Vladimir_S]

2)Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа, находящегося в сосуде емкостью 2л под давлением 200кПА. Масса газа 0.3г.

Для начала вспомним, что средняя кинетическая энергия молекул идеального газа связана с температурой формулой
W = (i/2)*k*T, где i - количество степеней свободы (для одноатомного газа i=3), k - постоянная Больцмана, Т - абсолютная температура. В свою очередь,
W = M*v²/2, где v - искомая скорость, М - масса молекулы (в килограммах), которая может быть выражена, как
M = μ/Na, где μ - молекулярная масса в углеродных единицах, Na - число Авогадро. Отсюда
v² = 2*W/M = 2*(i/2)*k*T*Na/μ
Температуру мы можем определить, зная объем и давление, по формуле Менделеева-Клапейрона
P*V = R*T*m/μ, где R - универсальная газовая постоянная, m - масса газа. Отсюда
T = P*V*μ/R/m
Подставляя в формулу для квадрата скорости, имеем:
v² = 2*(i/2)*k*P*V*μ*Na/μ/R/m
Сокращая μ и вспомнив, что R=k*Na, получаем окончательно:
v² = 2*(i/2)*P*V/m
В задаче не указан тип газа в смысле одноатомный, двухатомный и т.д, но, скорее всего, газ следует считать одноатомным, тогда i=3, откуда
v² = 3*P*V/m, т.е. действительно мы пришли к формуле, выложенной участником Костет.
Осталось привести все данные к единой системе единиц, сосчитать v² и извлечь квадратный корень. Это я предоставляю топикстартеру.

 

[Vladimir_S]

5) Два грузы массами m1 = 7кг и m2 = 11кг подвешены к концам нити, которую пересечена через блок. Изначально грузы находятся на одной высоте. Через какое время после начала движения расстояние между грузами равна 10см?

Тьфу, стыдно признаться, но не сходу сообразил, позорник я! Ладно, тут так:
Обозначим силу натяжения нити, как Т. На первый груз действует сила, направленная вверх и равная (по абсолютной величине)
f1 = T - m1*g
Соответственно, на второй (тоже по абсолютной величине)
f2 = m2*g - T
Поскольку в каждый момент времени ускорения движения обоих грузов по абсолютной величине одинаковы (раз грузы связаны), имеем
(T - m1*g)/m1 = (m2*g - T)/m2, откуда
T = 2*g*m1*m2/(m1+m2).
Подставляя найденное значение силы натяжения в любое из уравнений для сил (f1 или f2 - без разницы) и деля на соответствующую массу, находим ускорение движения каждого из грузов, составляющее
a = g*(m2-m1)/(m1+m2)
Далее по формуле S = a*t²/2 находим искомое время t, не забывая, что в качестве S следует взять половину расстояния, т.е. 5 см.

 

[Vladimir_S]

6)Диск массой 1кг и диаметром 60см вращается вокруг оси, проходящей через его центр перпендикулярно плоскости диска, с частотой 20об / с. Какую работу нужно выполнить, чтобы остановить диск?

Очевидно, работа должна быть равна кинетической энергии вращения диска. Найдем ее.
Итак, имеем:
М = 1 кг
R = 0.3 м
ω = 2πf = 40*π
Кинетическая энергия вращения есть J*ω²/2, где J - момент инерции, для диска равный M*R²/2. Дальнейшее, полагаю, труда не составляет.