Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия.

№1 При плавлении вещества энтропия неизолированной термодинамической системы …

Увеличивается

Остается постоянной

Убывает

Может как убывать так и оставаться постоянной

 

№2 При плавлении вещества энтропия неизолированной термодинамической системы …

Увеличивается

остается постоянной

убывает

может как убывать, так и оставаться постоянной

 

Решение:
Отношение в обратимом процессе есть полный дифференциал функции состояния системы, называемой энтропией системы: . В изолированных системах энтропия не может убывать при любых, происходящих в ней процессах: . Знак равенства относится к обратимым процессам, а знак «больше» – к необратимым процессам. Разрушение кристаллической решетки при плавлении вещества приводит к возрастанию энтропии, так как если в неизолированную систему поступает тепло и происходит необратимый процесс, то энтропия возрастает за счет не только полученного тепла, но и необратимости процесса: .

№3 В ходе необратимого процесса при поступлении в неизолированную термодинамическую систему тепла для приращения энтропии верным будет соотношение …

 

Решение:
Отношение в обратимом процессе есть полный дифференциал функции состояния системы, называемой энтропией системы: . В изолированных системах энтропия не может убывать при любых, происходящих в ней процессах: . Знак равенства относится к обратимым процессам, а знак «больше» – к необратимым процессам. Если в неизолированную систему поступает тепло и происходит необратимый процесс, то энтропия возрастает за счет не только полученного тепла, но и необратимости процесса:

 

№4 КПД цикла Карно равен 60%. Если на 20% уменьшить температуру нагревателя и на 20% увеличить температуру холодильника, КПД (в %) достигнет значения …

40

Решение:

КПД обратимого цикла Карно равен: , или (в долях). После изменений температура примет значения: . Первоначальный КПД равен: ; следовательно, ; ; отсюда После изменения

№5 Если количество теплоты, получаемое рабочим телом от нагревателя, увеличится в 2 раза, то коэффициент полезного действия тепловой машины …

увеличиается на

увеличится на

уменьшится на

уменьшится на

Решение:
Коэффициент полезного действия тепловой машины определяется по формуле , где Q₁ – количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя; Q₂ – количество теплоты, отданное рабочим телом холодильнику. При увеличении Q₁ в два раза коэффициент полезного действия . Найдем изменение

Коэффициент полезного действия тепловой машины увеличится на .

№6 Если количество теплоты, отдаваемое рабочим телом холодильнику, увеличится в два раза, то коэффициент полезного действия тепловой машины …

Решение:

Коэффициент полезного действия тепловой машины определяется по формуле , где -количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя; –количество теплоты, отданное рабочим телом холодильнику. При увеличении в два коэффициент полезного действия: . Найдем изменение =- . Коэффициент полезного действия тепловой машины уменьшится на

 

ü Уменьшится на

Увеличится на

Увеличится на

Уменьшится на

№7

Адиабатному расширению газа(P-давление, V-объем, T-температура, S-энтропия)соответствует диаграмма…

Решение:

Для адиабатного процесса , тогда изменение энтропии Верным будет график 1.На графике 2 энтропия возрастает.Сравнивая графики 4 и 3, исключаем последний, т.к он соответствует изохорному процессу.Для адиабатного процесса:

, получим , cледовательно p Для графиков 5 и 6 можно применить формулу: Следовательно .График обратной степенной функции похож на график гиперболы.Следовательно график 5 не отвечает адиабатному процессу, так же как и график 6.

Тема: Электростатическое поле в вакууме

№1 Два проводника заряжены до потенциалов 34 В и –16 В. Заряд 100 нКл нужно перенести со второго проводника на первый. При этом необходимо совершить работу (в мкДж), равную …

Правильный ответ 5

Решение:
Работа внешних сил по перемещению заряда в электростатическом поле определяется по формуле , где q – перемещаемый заряд, и – потенциалы конечной и начальной точек соответственно. Тогда искомая работа

№2

Электростатическое поле создано системой точечных зарядов -q, +q и -q.

Градиент потенциала поля в точке А ориентирован в направлении … 2

Решение:
Градиент потенциала в некоторой точке связан с напряженностью поля в этой точке соотношением , поэтому для нахождения в вершине квадрата необходимо найти напряженность поля в этой точке. Согласно принципу суперпозиции полей напряженность в точке А равна: , где и – напряженности полей, создаваемых точечными зарядами –q, +q и –q в рассматриваемой точке соответственно. На рисунке показаны направления этих векторов.

Величина напряженности поля точечного заряда определяется по формуле , где электрическая постоянная, а r – расстояние от заряда до точки. Поскольку все заряды одинаковы по величине, а заряд +q удален от рассматриваемой точки на расстояние , то , а . Модуль вектора равен диагонали квадрата, построенного на векторах и ,, то есть . Таким образом, модуль напряженности результирующего поля в точке А, а сам вектор: ориентирован в направлении 6. Тогда вектор ориентирован в направлении 2.

№3 Электростатическое поле создано системой точечных зарядов.

Вектор напряженности поля в точке А ориентирован в направлении … 6

 

 

№4 Электростатическое поле создано двумя точечными зарядами: -q и +4q.

Отношение потенциала поля, созданного вторым зарядом в точке А, к потенциалу результирующего поля в этой точке равно …

4

 

№5 На рисунках представлены графики зависимости напряженности поля E( r) для различных распределений заряда:

График зависимости E( r) для заряженной металлической сферы радиуса R показан на рисунке 2

 

№6 Установите соответствие между величиной (знаком) работы сил электростатического поля, создаваемого зарядом , по перемещению отрицательного заряда и траекторией перемещения ( указаны начальная и конечная точка).

1.

2.

 

Решение:

Работа сил электростатического поля по перемещению заряда из точки 1 в точку 2 определяется по формуле: , если . Точки, имеющие одинаковый потенциал, лежат на одинаковом расстоянии от заряда, создающего поле , поэтому для траектории . для траектории , поскольку , а .

 

2 2-3

1 1-2

4-1

№7

Установите соответствие между источником электростатического поля и формулой, позволяющей вычислить напряденность поля в некоторой точке.

1.Точечный заряд

2.Равномерно заряженная длинная нить.

3.Равномерно заряженная бесконечная плоскость.

 

Решение:

Напряженность поля точечного заряда в некоторой точке обратно пропорциональна квадрату расстояния до зарядаю.Напряженность поля равномерно заряженной нити обратно пропорциональна расстоянию нити.Напряженность поля равномерно заряженной бесконечной плоскости не зависит от расстояния до плоскости.

Ответы:

№8

Дана система точечных зарядов в вакууме и замкнутые поверхности , , , причем поверхность охватывает поверхность , которая в свою очередь охватывает поверхность (рис.)

Поток напряженности электростатического поля отличен от нуля сквозь…

Решение:

Согласно теореме Гасса, поток напряженности электростатического поля в вакууме сквозь произвольную замкнутую поверхность равен отношению алгебраической суммы их зарядов, охватываемых этой поверхностью, и электрической постоянной .Из условия видим, что Только для поверхности , поэтому поток напряженности электростатического поля отличен от нуля сквозь поверхность .

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: