Задачи по физике (20 шт)

16.1. Идеальный двухатомный газ находится в закрытом сосуде при очень низкой температуре, когда вращательные степени свободы не возбуждены. Средняя энергия одной молекулы при этом равна〈E_1 〉.На сколько джоулей увеличится средняя энергия молекулы при возбуждении всех вращательных и колебательных степеней свободы. Температура при этом увеличилась в 3 раза. 〈E_1 〉=3∙〖10〗^(-21) Дж. 16.2. Тонкий однородный стержень массы m и длины l подвешен на горизонтальной оси, проходящей перпендикулярно стрежню через его конец. К центру стрежня прикрепили небольшой пластиковый шарик такой же массы m. Найдите период малых колебаний такого маятника. Трением в оси можно пренебречь. Принять g=10 м/с^2, m=2 кг, l=3 м. 16.3.Грузик массы m подвешен на пружине жесткости k и совершает собственные затухающие колебания в жидкости по закону x=Ae^(-at) cos⁡(bt+π/3). Во сколько раз увеличится циклическая частота колебаний грузика, если его вытащить из жидкости в воздух. Сопротивлением воздуха и трением в оси пренебречь. A=2 см, m=300 г, k=20 Н/м, a=4 с^(-1). 16.4.Неопознанный летающий объект в виде куба со стороной b приближается к Земле со скоростью v_1, направленной вдоль одной из его сторон. Наблюдатель на Земле заметил, что объем равен V. Найти v_1. Скорость света в вакууме c=3∙〖10〗^8 м/с; b=2 м; V=2 м^3. 16.5.В воздушном шарике находится один моль одноатомного идеального газа. Газ расширяется от объема V_1 до объема V_2, при этом его температура меняется по закону T=T_0 (V/V_1 )^10. Найти работу (в МДж), совершенную газом в этом процессе. Универсальная газовая постоянная R=8,3 Дж/(моль∙К), T_0=600 К; V_1=1 м^3; V_2=2 м^3. 16.6. Один моль идеального трехатомного газа совершает политропный процесс. При этом его температура увеличивается от T_0 до T_1, и газ совершает работу A. Найти теплоемкость газа. Универсальная газовая постоянная R=8,31 Дж/(моль∙К), T_0=500 К; T_1=2T_0; A=1000 Дж. 16.7. Первая тепловая машина совершает циклический процесс 1-4-3-2-1, а вторая 1-6-5-2-1 (см. график). Во сколько раз больше коэффициент полезного действия второй тепловой машины. T_1=500 К; T_2=600 К; T_3=700 К; S_1=1 Дж/К; S_2=5 Дж/К. 16.8. В закрытом сосуде при температуре T находится N молекул идеального газа с молярной массой μ. Сумма модулей скоростей всех молекул равна σ=∑▒v_i . Универсальная газовая постоянная R=8,31 Дж/(моль∙К). Найти температуру газа. N=1,5∙〖10〗^23; σ=〖10〗^26 м/с; μ=28 г/моль. 16.9. В сосуде с объемом Vнаходится N молекул водорода, средняя квадратичная скорость которых равна v_кв. Найти число ударов молекул о площадку стенки сосуда S за одну секунду. Универсальная газовая постоянная R=8,31 Дж/(моль∙К). V=1 м^3;N=〖10〗^23; v_кв=650 м/с; S=1 〖см〗^2; μ=2 г/моль. 16.10. Один моль кислорода (μ=32 г/моль) находится в сосуде при температуре T_1. При неизменном давлении длина свободного пробега увеличилась в 5 раз, а температура стала равной T_2. Считая эффективный диаметр молекул неизменным, найти T_2/T_1. 16.1. Через однородный шар массы m и радиуса Rпроходят две параллельные оси. Одна касается шара в точке A, а другая проходит через точку O, лежащую на расстоянии x от точки A. Точка A и O лежат на одном диаметре шара. Во сколько раз отличаются моменты инерции шара относительно этих осей? m=2 кг;R=3 м;x=1 м