1. Гелий - одноатомный газ. Внутренняя энергия одноатомного газа равна U = 1,5vRT, где v - колличество вещества, R - универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж*К/моль, T - температура газа. Количество вещества гелия можно вычислить по формуле v = m/M, где m - масса, М - молярная массса гелия. Изменение внутренней энергии равно dU = 1,5vRdT = 1,5(m/M)RdT. Если подставить числа, то будет dU = 1,5*(400/4)*8,31*20 = 24930 Дж = 24,93 кДж (примерно соответствует ответу)
2. Данный процесс - изобарный (при постоянном давлении). Для такого процесса выполняется равенство V1/T1 = V2/T2, откуда V2 = V1*(T2/T1). Работа газа при изобарном процессе считается так A = P(V2 - V1) = P(V1*(T2/T1) - V1) = PV1(T2/T1 - 1) = 100000*0,7*(296/280 - 1) = 4000 Дж = 4 кДж (получилось!)
3. Это - тоже изобарный процесс. Удельная теплоёмкость с - это количество теплоты, сообщаемое единице массы газа, чтобы нагреть его на один градус. Значит, к газу подведена теплота Q = c*m*dT. По первому закону термодинамики Q = dU + A. Но работа совершается над газом, поэтому в закон она должна входить со знаком минус, так что Q = dU - A, а поскольку А =PdV, то Q = dU -PdV, dU = Q + PdV = cmdT + PdV = 1000*0,2*40 + 150000*0,01 = 8000 + 1500 = 9500 = 9,5 кДж
4.В первом случае процесс - изобарный. Так что Q1 = dU + PdV.
Во втором случае процесс - изохорный, работа не совершается, А = 0, так что Q2 = dU. Т.к. Q2 - Q1 = dQ - известно, то dQ = PdV = (m/M)RdT,
откуда
MdQ = mRdT, M = mRdT/dQ = 2,5*8,31*8/83100 = 2 г/моль.
2. Кипятильник включен в сеть с напряжением 220 В. Чему равна сила тока в спирали электрокипятильника, если она сделана из нихромовой проволоки длиной 5 м и площадью поперечного сечения 0,1 мм2?
3. Допустимый ток для изолированного медного провода сечением 1 мм2 при продолжительной работе равен 11 А. Сколько метров такой проволоки можно включить в сеть с напряжением 220 В?
4. Определите напряжение на концах стального провода длиной 140 см и площадью поперечного сечения 0,2 мм2, по которому течет ток 250 мА.
6. Рассчитайте сопротивление километра медного прово¬да, имеющего поперечное сечение 10 мм2, если известно, что медный проводник сечением в 1 мм2 и длиной в 1 м имеет со¬противление 0,017 Ом.
7. Какова сила тока на участке цепи, состоящей из константановой проволоки длиной 10 м и сечением 1,2 мм2, если напряжение на концах этого участка равно 20 В?
8. Чему равна длина стального провода, имеющего пло¬щадь поперечного сечения 0,8 мм2, если при прохождении по нему тока в 1 А напряжение на его концах равно 12 В?
9. Рассчитайте напряжение на концах линии электропередачи длиной 0,5 км при силе тока в ней 15 А, если провода изготовленные из алюминия, имеют площадь поперечного сечения 14 мм2.
10. Определите силу тока, проходящего через реостат, из¬готовленный из никелиновой проволоки длиной 25 м и пло¬щадью поперечного сечения 0,5 мм2, если напряжение на за-жимах реостата равно 45 В.
11. Из какого материала сделан провод длиной 100 м и площадью поперечного сечения 0,5 мм2, если при напряжении на его концах 6,8 В по нему проходит ток 2 А?
12. Электрическая проводка выполнена медным проводом, длина которого 200 м и площадь поперечного сечения 10 мм2. Каково сопротивление проводки? Какую площадь поперечно¬го сечения должен иметь такой же длины и сопротивления алюминиевый провод?
13. Определите площадь поперечного сечения стального провода длиной 200 м, если при напряжении 120 В по нему течет ток 1,5 А.
14. Чему равно напряжение на концах алюминиевого про¬водника длиной 75 м и площадью поперечного сечения 0,75 мм2, по которому протекает ток 2 А?
15. Сколько метров провода сечением 10 мм2 надо взять, чтобы его сопротивление было такое же, как у проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечением 0,5 мм2, сде-ланного из такого же материала?