11. Определите число N атомов в 1 кг водорода и массу одного атома водорода.

Решение

.

Ответ

кг.

12. В закрытом сосуде вместимостью 20 л находятся водород массой 6 г и  гелий массой 12 г. Определить : 1) давление; 2) молярную массу газовой смеси в сосуде, если температура смеси Т=300 К.

Решение

, .

Ответ

1) р=0,75 МПа; 2) М=3∙10^-3 кг/моль.

13. В сосуде вместимостью 1 л находится кислород массой 1 г. Определите концентрацию молекул кислорода в сосуде.

Решение

.

Ответ

n=1,88∙10²⁵ м^-3.

14. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, 70 % количества теплоты, полученного от нагревателя, отдает холодильнику. Количество теплоты, получаемое от нагревателя, равно 5 кДж. Определите: 1) термический КПД цикла; 2) работу, совершенную при полном цикле.

Решение

, .

Ответ

1) =30%; 2) А=1,5 кДж.

15. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя Т₁=500К, холодильника Т₂=300 К. Работа изотермического расширения газа составляет 2 кДж. Определите: 1) термический КПД цикла; 2) количество теплоты, отданное газом при изотермическом сжатии холодильнику.

Решение

, , ,

.

Ответ

1) ; 2) 1,2 кДж.

Электростатика

16. Два заряженных шарика, подвешенных на нитях одинаковой длины, опускаются в керосин плотностью 0,8 г/см³. Какой должна быть плотность материала шариков, чтобы угол расхождения нитей  воздухе и в керосине был один и тот же? Диэлектрическая проницаемость керосина =2.

Решение

,

Ответ

.

17. В вершинах равностороннего треугольника находятся одинаковые положительные заряды Q= 2 нКл. Какой отрицательный заряд Q необходимо поместить в центр треугольника, чтобы сила притяжения с его стороны уравновесила силы отталкивания положительных зарядов?

Решение

,

.

Ответ

=1,15 нКл.

18. Одинаковые заряды Q=100 нКл расположены в вершинах квадрата со стороной а=10 см. Определите потенциальную энергию этой системы.

Решение

,

,

.

Ответ

W=4,87 мДж.

19.  Определите расстояние между пластинами плоского конденсатора, если между ними приложена разность потенциалов U =150 В, причем площадь каждой пластины S =100 см², ее заряд Q =10 нКл. Диэлектриком служит слюда ( =7).

Решение

Ответ

d=9,29 мм.

20. Разность потенциалов между точками А и В U=9В. Емкость конденсаторов соответственно равна С₁=3 мкФ и С₂=6 мкФ. Определите: 1) заряды Q₁ и Q₂; 2) разность потенциалов U₁ и U₂ на обкладках каждого конденсатора.

Решение

Ответ

18 мкКл.

21. Определите емкость С батареи конденсаторов, изображенной на рисунке. Емкость каждого конденсатора С_i =1 мкФ. 

Решение

Ответ

С=0,286 мкФ.

22. К пластинам плоского воздушного конденсатора приложена разность потенциалов U₁ =500 В. Площадь пластин S=200 см², расстояние между d₁ =1,5 мм. Пластины раздвинули до расстояния d₂ =15 мм. Найдете энергию W₁ и W₂ конденсатора до и после раздвижения пластин, если источник напряжения перед раздвижением: 1) отключался; 2) не отключался.

Решение

1) Q=const

2) U=const

Ответ

1) W₁=14,8 мкДж, W₂=148 мкДж;

2) W₁=14,8 мкДж, W₂=1,48 мкДж.