Расчетная задача. МКТ и Электродинамика

При изобарном нагревании 2 моль газообразного аргона сообщили количество теплоты 500 Дж. Каково изменение внутренней энергии газа? Масса аргона в данном процессе осталась неизменной.

В закрытом сосуде находится одноатомный идеальный газ, масса которого 12 г. В течение опыта давление газа в сосуде равно $4\cdot10^5$ Па при температуре 400 K. После охлаждения газа его давление понизилось до $2 \cdot10^5$ Па. Какова молярная масса газа, если отданное им количество теплоты равно 7,5 кДж? Стенки сосуда считать прочными и теплопроводимыми.

В сосуде емкостью 10 л, воздух из которого был откачан до высокого вакуума, находится насыщенный водяной пар при температуре $38^\circ C$. Затем его охлаждают до $22^\circ C$. На графике зависимости давления $p_\text{н}$ насыщенного водяного пара от температуры $t$ обозначены состояния пара, находящегося в этом сосуде. Используя данные графика, определите массу сконденсировавшейся воды в результате охлаждения. Объемом воды в сосуде можно пренебречь.

Мнимое изображение предмета в тонкой собирающей линзе с фокусным расстоянием F=12 см получено с увеличением Γ=3. На каком расстоянии от линзы находится изображение предмета, если он расположен перпендикулярно главной оптической оси линзы? Постройте изображение предмета в линзе.

Мнимое изображение предмета в тонкой собирающей линзе с фокусным расстоянием F=12 см получено с увеличением Γ=3. На каком расстоянии от линзы находится предмет, если он расположен перпендикулярно главной оптической оси линзы? Постройте изображение предмета в линзе.

Тонкая линза с фокусным расстоянием F=20 см дает действительное увеличенное изображение предмета, который размещен на расстоянии 36 см от линзы перпендикулярно ее главной оптической оси. Высота изображения предмета 5 см. Постройте изображение предмета в линзе. Найдите высоту предмета.

К решетке вплотную поставили линзу, которая собирает лучи в одной точке на экране. Линза расположена между решеткой и экраном. Расстояние от линзы до экрана 2 м. Ширина спектра второго порядка 8 см. Длина волны красного света $8\cdot10^{-7}$ и фиолетового света $4\cdot10^{-7}$ м. Найдите, сколько штрихов приходится на 1 см решетки. Можно считать, что $\sin{\phi}\approx\tan{\phi}\approx\phi$.

В результате перехода разреженного воздуха в сосуде из состояния 1 в состояние 2 (см. рис.) объем воздуха увеличился в 3 раза. Клапан у сосуда был закрыт неплотно, сквозь него мог просачиваться воздух. Рассчитайте отношение $\frac{N_2}{N_1}$ числа молекул газа в сосуде в конце и начале опыта. Воздух считать идеальным газом.

Каково давление идеального одноатомного газа, у которого при плотности 1,2 кг/м$^3$ среднеквадратичная скорость хаотичного теплового движения молекул равна 500 м/с?

Тонкая линза с фокусным расстоянием F=20 см дает действительное изображение предмета, увеличенное в 5 раз. Каково расстояние от изображения предмета до линзы? Изобразите ход лучей в линзе.

В стакан калориметра, содержащий 200 г воды при температуре $50^\circ C$, опустили кусок льда, имевшего температуру $0^\circ C$. После того как наступило тепловое равновесие, весь лед растаял, и температура воды стала равной $0^\circ C$. Определите массу льда. Теплоемкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой пренебречь.

Одноатомный идеальный газ переходит из состояния 1 в состояние 2 так, как показано на рисунке. Определите, во сколько раз при этом уменьшится внутренняя энергия газа. Масса газа в ходе процесса не изменялась.

Перпендикулярно дифракционной решетке падает монохроматический свет с длиной волны 500 нм. Параллельно решетке на расстоянии 1,5 м расположен экран. Второй максимум наблюдается на данном экране на расстоянии 5 см от центра дифракционной картины. Определите период дифракционной решетки. Считать $\sin{\phi}\approx\tan{\phi}$.

В сосуде объёмом 35 л при температуре $20^\circ C$ находится воздух с относительной влажностью $75\%$ Пользуясь таблицей давления насыщенных паров воды, определите, какую массу имеет водяной пар, находящийся в сосуде.

В магнитном поле с магнитной индукцией B=⁠1 Тл по рельсам равномерно едет проводящий стержень со скоростью $v = 5$ м/c. Рельсы замкнуты на катушку с индуктивностью L=⁠2 мГн. Спустя некоторое время в контуре течет постоянный ток, энергия катушки при этом равна W=⁠40 мкДж. Найти длину стержня l, если его сопротивление R=⁠10 Ом. Сопротивлением рельсов и проводов можно пренебречь.

По двум горизонтальным параллельным проводящим рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением, замкнутым на последовательно соединённые резистор с сопротивлением R=1 Ом и катушку с индуктивностью L=10 мГн, скользит поступательно и равномерно проводящий стержень (см. рис.). Расстояние между рельсами l=10 см. Рельсы со стержнем находятся в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией B=1 Тл. При этом энергия магнитного поля катушки W постоянна и равна 8 мкДж. Каков модуль скорости движения стержня? Сопротивлением стержня и катушки пренебречь. Рельсы закреплены на диэлектрической подложке.

Заряженная частица массой $m=1.6\cdot10^{-25}$ кг и зарядом q движется по окружности радиусом $R=0.4$ м перпендикулярно линиям магнитной индукции однородного магнитного поля с индукцией $B=0.5$ Тл. Кинетическая энергия частицы $W=8\cdot10^{-14}$ Дж. Найдите заряд данной частицы, считая его положительным.

В электрический чайник, мощность которого равна 2,2 кВт, налили воду при температуре 10°C. Спустя 3 минуты после начала работы чайника из него выкипело 15% воды. Найдите первоначальную массу воды. Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

Проводящий стержень равномерно со скоростью 0,5 м/с скользит по двум параллельным горизонтальным рельсам, замкнутым на конденсатор емкостью 100 мкФ. Рельсы со стержнем находятся в вертикальном однородном магнитном поле, индукция которого равна 2 Тл, расстояние между рельсами равно 0,2 м. Чему равна энергия электрического поля, запасенная в конденсаторе?

В стакан налили заварки, имеющей температуру $20^\circ C$, и 140 г воды при температуре $90^\circ C$. Температура получившегося чая оказалась равной $70^\circ C$. Какова масса заварки? Теплообменом с окружающей средой пренебречь. Теплоемкость заварки принять равной теплоемкости воды.

В стакан, содержащий 30 г заварки, налили воду массой 170 г при температуре $80^\circ C$ Начальная температура заварки $20^\circ C$. Чему равна температура получившегося чая в момент, когда наступило тепловое равновесие? Теплоемкость заварки равна теплоемкости воды. Теплоёмкостью стакана и теплообменом с внешней средой пренебречь.

В калориметр, с водой массой m, опустили лед температурой $t_1=0^\circ C$ и массой 112 г. Начальная температура калориметра и воды $t_2=30^\circ C$. При наступлении теплового равновесия температура воды и калориметра стала равной $t=10^\circ C$ Чему равна масса воды m? Теплоёмкостью калориметра пренебречь.

В кастрюле находится 0,5 кг воды температурой $10^\circ C$. Сколько потребуется времени, чтобы при помощи кипятильника мощностью 400 Вт выпарить 15% воды из кастрюли? Потерями тепла и теплоёмкостью кастрюли пренебречь.

По горизонтально расположенным двум параллельным рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением и замкнутым на конденсатор электроёмкостью C скользит поступательно и равномерно проводящий стержень. Скорость движения стержня $v=1$ м/с. Расстояние между рельсами l=1 м. Рельсы со стержнем находятся в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией B=1 Тл. При этом энергия электрического поля конденсатора через достаточно большой промежуток времени W=60 мкДж. Чему равна электроёмкость конденсатора? Рельсы закреплены на диэлектрической подложке.

В комнате площадью 20 м$^2$ и высотой 2,7 м при температуре $16^\circ C$ находится воздух с относительной влажностью 40%. Пользуясь таблицей давления насыщенных паров воды, определите, какую массу имеет водяной пар, находящийся в комнате.

Проводящий стержень равномерно со скоростью 2 м/с скользит по двум параллельным горизонтальным рельсам, замкнутым на резистор сопротивлением 40 Ом. Рельсы со стержнем находятся в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл. За 2 минуты на резисторе выделяется количество теплоты, равное 120 мДж. Чему равно расстояние между рельсами?

В прогретую электрическую печь мощностью 2,5 кВт помещают 1,5 кг льда при температуре $-20^\circ C$. Каков коэффициент полезного действия печи, если весь лёд растаял через 5 минут?

При увеличении абсолютной температуры на $400~\text{K}$ средняя кинетическая энергия теплового движения молекул аргона увеличилась в $3$ раза. Какова конечная температура газа?

Неон нагревают в закрытом сосуде постоянного объёма так, что его температура изменяется на $200~\text{K}$, а давление — в $1{,}5$ раза. Найдите начальную абсолютную температуру газа.

Воздух охлаждали в сосуде постоянного объёма. При этом абсолютная температура воздуха в сосуде снизилась в 2,4 раза, а его давление уменьшилось в 1,6 раза. Оказалось, что кран у сосуда был закрыт плохо и через него просачивался воздух. Во сколько раз увеличилась масса воздуха в сосуде?