Физика 10 класс
1 задача
При изобарном нагревании идеального одноатомного газа его внутренняя энергия увеличилась на U=150 Дж
2 задача
Определить расстояние d между пластинами плоского конденсатора ёмкостью C=20 пф, если площадь пластин равна S=45^2, а диэлектриком является масло. Диэлектрическая проницаемость масла равна е=2,5. Электрическая постоянная равна e0=8,55*10^-12 ф/м
помогите пожалуйста! заранее спасибо
Определить работу А, совершённую газом. Ответ выразить в Дж, округлив до целых (Это к первой задаче)
1. Для изобарного процесса изменение внутренней энергии газа связано с работой, совершенной над газом и полученным теплом следующим соотношением:
ΔU = Q - W
где ΔU - изменение внутренней энергии газа, Q - полученное тепло, W - работа, совершенная над газом.
В случае изобарного процесса работа может быть выражена следующим образом:
W = PΔV
где P - постоянное давление, ΔV - изменение объема газа.
Так как газ одноатомный идеальный, его внутренняя энергия изменяется только за счет изменения кинетической энергии молекул газа. Поэтому изменение внутренней энергии газа равно изменению его кинетической энергии:
ΔU = ΔK
где ΔK - изменение кинетической энергии газа.
В данной задаче дано изменение внутренней энергии газа ΔU = 150 Дж, следовательно:
ΔK = ΔU = 150 Дж
2. В случае плоского конденсатора емкость связана с площадью пластин (S), расстоянием между ними (d) и диэлектрической проницаемостью (ε) следующим соотношением:
C = (εε₀S) / d
где C - емкость конденсатора, ε₀ - электрическая постоянная.
В данной задаче дано емкость C = 20 пФ, площадь пластин S = 45^2, диэлектрическая проницаемость масла ε = 2,5 и электрическая постоянная ε₀ = 8,55 * 10^-12 Ф/м. Мы хотим найти расстояние между пластинами (d).
Подставляя известные значения в формулу, получаем:
20 пФ = (2,5 * 8,55 * 10^-12 Ф/м * 45^2) / d
Далее можно решить это уравнение относительно d, чтобы найти значение расстояния между пластинами конденсатора.
Продолжим решение второй задачи:
20 пФ = (2,5 * 8,55 * 10^-12 Ф/м * 45^2) / d
Для удобства расчетов, приведем все единицы измерения к базовым значениям:
1 пФ = 1 * 10^-12 Ф
1 м = 1 Ф/м
Подставим значения и продолжим вычисления:
20 * 10^-12 Ф = (2,5 * 8,55 * 10^-12 Ф/м * (45^2 м^2)) / d
Упростим выражение, умножив значения в скобках:
20 * 10^-12 Ф = (2,5 * 8,55 * 10^-12 Ф/м * 2025 м^2) / d
Далее, сократим единицы измерения:
20 = (2,5 * 8,55 * 2025) / d
Умножим значения в скобках:
20 = 2,5 * 8,55 * 2025 / d
Выразим d, перенеся его в обратную сторону уравнения:
d = 2,5 * 8,55 * 2025 / 20
d ≈ 2,565 мм
Таким образом, расстояние между пластинами плоского конденсатора примерно равно 2,565 мм.
В первой задаче не написано, что нужно определить
