осмотрим, как влияет э.д.с. самоиндукции на процесс установления тока в цепи, содержащей индуктивность.
в цепи, представленной на схеме 10.10, течёт ток. отключим источник e, разомкнув в момент времени t = 0 ключ к. ток в катушке начинает убывать, но при этом возникает э.д.с. самоиндукции, поддерживающая убывающий ток.
рис. 10.10.
запишем для новой схемы 10.10.b уравнение правила напряжений кирхгофа:
.
разделяем переменные и интегрируем:
пропотенцировав последнее уравнение, получим:
.
постоянную интегрирования найдём, воспользовавшись начальным условием: в момент отключения источника t = 0, ток в катушке i(0) = i0.
отсюда следует, что c = i0 и поэтому закон изменения тока в цепи приобретает вид:
. (10.7)
график этой зависимости на рис. 10.11. оказывается, ток в цепи, после выключения источника, будет убывать по экспоненциальному закону и станет равным нулю только спустя t = ¥.
рис. 10.11.
вы и сами теперь легко покажете, что при включении источника (после замыкания ключа к) ток будет нарастать тоже по экспоненциальному закону, асимптотически приближаясь к значению i0 (см. рис. 10.
. (10.8)
но вернёмся к первоначальной размыкания цепи.
мы отключили в цепи источник питания (разомкнули ключ к), но ток — теперь в цепи 10.8.b — продолжает течь. где черпается энергия, обеспечивающая бесконечное течение этого убывающего тока?
ток поддерживается электродвижущей силой самоиндукции e = . за время dt убывающий ток совершит работу:
da = eси×i×dt = –lidi.
ток будет убывать от начального значения i0 до нуля. проинтегрировав последнее выражение в этих пределах, получим полную работу убывающего тока:
. (10.9)
совершение этой работы сопровождается двумя процессами: исчезновением тока в цепи и исчезновением магнитного поля катушки индуктивности.
с чем же связана была выделившаяся энергия? где она была локализована? располагалась ли она в проводниках и связана ли она с направленным движением носителей заряда? или она локализована в объёме соленоида, в его магнитном поле?
опыт даёт ответ на эти вопросы: энергия электрического тока связана с его магнитным полем и распределена в пространстве, занятом этим полем.
несколько изменим выражение (10.9), учтя, что для длинного соленоида справедливы следующие утверждения:
l = m0n2sl (10.5) — индуктивность;
b0 = m0ni0 (9.17) — поле соленоида.
эти выражения используем в (10.9) и получим новое уравнение для полной работы экстратока размыкания, или — начального запаса энергии магнитного поля:
. (10.10)
здесь v = s×l — объём соленоида (магнитного
энергия катушки с током пропорциональна квадрату вектора магнитной индукции.
разделив эту энергию на объём магнитного поля, получим среднюю плотность энергии:
[]. (10.11)
это выражение похоже на выражение плотности энергии электростатического поля:
.
обратите внимание: в сходных уравнениях, если e0 — в числителе, m0 — непременно в знаменателе.
зная плотность энергии в каждой точке магнитного поля, мы теперь легко найдём энергию, в любом объёме v поля.
локальная плотность энергии в заданной точке поля:
.
значит, dw = wdv и энергия в объёме v равна:
.
Дефе́кт ма́ссы (англ. mass excess) — разность между суммой масс покоя нуклонов, составляющих ядро данного нуклида, и массой покоя атомного ядра этого нуклида (зарубежная номенклатура). Советская номенклатура: дефект массы в случае атома — разность между массой покоя ядра данного изотопа, выраженной в атомных единицах массы, и массовым числом данного изотопа.[1][1] В современной науке для обозначения этой разницы пользуются термином избыток массы (англ. mass excess). В атомной физике избыток массы как правило выражается[2] в а. е. м. или в электронвольтах. В связи с различием между советской и зарубежной номенклатурами понятие дефекта масс не является однозначно определённым.
Обозначается обычно как {\displaystyle {\Delta }m}{\displaystyle {\Delta }m}.
{\displaystyle \Delta {m}=[Z\cdot m_{p}+N\cdot m_{n}]-m_{nuc},}{\displaystyle \Delta {m}=[Z\cdot m_{p}+N\cdot m_{n}]-m_{nuc},}
где {\displaystyle m_{p}}m_{p} — масса протона, {\displaystyle m_{n}}m_n — масса нейтрона, {\displaystyle m_{nuc}}m_{{nuc}} — масса ядра, {\displaystyle Z}Z — количество протонов (атомный номер), {\displaystyle N}N — количество нейтронов. Поскольку масса ядра атома всегда меньше суммы масс составляющих его нуклонов ({\displaystyle m_{nuc}<[Z\cdot m_{p}+N\cdot m_{n}]}{\displaystyle m_{nuc}<[Z\cdot m_{p}+N\cdot m_{n}]}), величина {\displaystyle \Delta {m}}\Delta {m} всегда положительная.
Удельная энергия связи в зависимости от атомного номера
Массы протона и нейтрона являются справочными величинами.
Сам дефект массы в своём родеЗная численную величину дефекта масс {\displaystyle \Delta {m}}\Delta {m} и связь массы с энергией {\displaystyle E=mc^{2}}E=mc^{2}, можно перейти к новой значимой величине {\displaystyle E_{\text{св}}}{\displaystyle E_{\text{св}}}, называемой энергии связи атома (или энергии связи ядра).
{\displaystyle E_{\text{св}}}{\displaystyle E_{\text{св}}} — минимальная энергия, необходимая для того, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны (протоны и нейтроны). Это та же энергия, которая выделяется в виде излучения γ-квантов при образовании данного ядра (следует из закона сохранения энергии).
Итак: согласно соотношению Эйнштейна, энергия связи должна быть равна произведению дефекта массы на скорость света в квадрате:
{\displaystyle E_{\text{св}}=\Delta {m}c^{2},}{\displaystyle E_{\text{св}}=\Delta {m}c^{2},}
где {\displaystyle \Delta {m}}\Delta {m} — дефект массы, а {\displaystyle c}c — скорость света в вакууме.
Удельная энергия связи Править
Для более точного понимания зависимости величины энергии связи в ядре от количества нуклонов в этом же ядре, так же введено такое понятие как удельная {\displaystyle E_{\text{уд}}}{\displaystyle E_{\text{уд}}} (т. е. средняя) энергия связи — приходящаяся на один нуклон, которая фактически определяет среднюю работу, которую необходимо совершить для удаления одного нуклона из ядра.
График зависимости удельной энергии связи от массового числа ядер атомов элементов периодической системы Д. И. Менделеева, представлен на рисунке выше.
8600 Па
Объяснение:
Спочатку зрозуміємо, у якій послідовності розташовані рідини (зверху до низу). Це нам до зрозуміти густина - чим вона більша, тим нижче рідина. Отже, вони розташовані у такій послідовності: нафта-вода-ртуть.
На глибині 25 см розташовані усі шари, отже їхні густини треба додати: (13600+1000+80)кг/м3=8600кг/м3.
Але запитується про тиск, а не густину. Так як тиск вимірюється у паскалях (Па), то 1 Па = 1 Н/м². Але у нас кг/м3, а не Н/м3.
Так як 1 кг тіла тисне на Землю з силою 1Н, то 1кг/м3=1Н/м3.
Отже 8600кг/м3=8600Па.
Відповідь: 8600Па.