Яка енергія та заряд плоского конденсатора з площею обкладинки 600 см2, зарядженого до напруги 300В, якщо відстань між пластинка-ми становить 2 мм і заповнена слюдою

Объяснение:

Дано:

p - const

V₁=2 м³

t₁=15 ⁰C         T₁=273+15=288 К

V₂=3 м³

Q=837 кДж

T₂ - ?

p - ?

A - ?

1) Поскольку давление не изменяется, то температуру найдем из закона Гей-Люссака:

T₂/T₁=V₂/V₁

T₂=(V₂/V₁)*T₁ = (3/2)*288 = 432 К    или t₂=432-273 = 159 ⁰C

2) Количество теплоты, сообщенное газу при изобарическом процессе:

Q=(m/M)*R*(T₂-T₁)*(i/2+1)

Число степеней свободы для воздуха:

i=6

Молярная масса:

M=0,029 кг/моль

Найдем массу:

837000*0,029=m*8,31*(159-15)*(6/2+1)

24273=m*4787

m≈5,1 кг

Найдем давление:

p*V₁=(m/M)*R*T₁

p*2=(5,1/0,029)*8,31*288

p≈0,24 МПа

3) Работа:

A=p*(V₂-V₁) = 240 000*(3-2)= 240 кДж

В начальный момент времени – горизонтальная составляющая импульса всей системы равна нолю. Горизонтальных сил нет, а значит, горизонтальная составляющая импульса всей системы будет оставаться равной нулю и дальше.

А значит, в любой момент времени: изменение модуля горизонтальной составляющей импульса клина будет равно изменению модуля горизонтальной составляющей импульса тела:

M∆V = m∆v    – где ∆V и ∆v – изменения модулей скорости клина и тела соответственно;

И вообще, стало быть:

MV = mv ;

А в любой момент времени t за небольшое его приращение ∆t:

MV∆t = mv∆t ;

M∆S = m∆s ;

И вообще, стало быть:

MS = ms    – где S и s – пройденные клином и телом пути соответственно;

s = S M/m ;

S + s = L, где L полная протяжённость по горизонтали наклонной стороны клина, по которой соскальзывает тело;

Поскольку клин имеет угол 45°, то его высота равна h = L .

h = S + s ;

h = S + S M/m ;

h = S ( 1 + M/m ) ;

S = h/[1+M/m] ;

S = h/[1+M/m] ≈ 0.5/[1+0.8/2] ≈ 5/14 ≈ 0.36 м ;

ОТВЕТ : S = h/[1+M/m] ≈ 36 см .