в жидком диэлектрике плотностью 900 кг/м3 находится во взвешенном состоянии положительно заряженный шарик массой 0,18 г, плотность вещества шарика 1800 кг/м3 , а q=20нКл. Найдите напряженность поля в диэлектрике считая его однородным
p1=900 кг/м3 жидкий диэлектрик плотность
p2=1800 кг/м3 плотность вещества шарика
m=0.18 г=0,18*10^-3 кг шарик массой
q=20нКл=20*10^-9 Кл заряд шарика
В условии не указана диэлектрическая проницаемость - будем считать ε=1
В системе участвуют три силы. Плотность диэлектрика влияет на выталкивающую силу Архимеда (Fa), а его диэлектрическая проницаемость уменьшает силу Кулоновского взаимодействия (Fк). Сила тяготения (Fт) уравновешивает указанные силы.
Fт=mg
Fa= mg*p1/p2
Fk= qE
Уравнение равновесия Fт-Fa-Fk=0
mg- mg*p1/p2- qE =0
qE = mg(1- p1/p2)
E = mg(1- p1/p2)/q
E=0.18*10^-3*10*(1-900/1800)/ (20*10^-9) =45000 B/м=45кВ/м=4.5*10^4 В/м
ответ Е=45000 B/м=45кВ/м=4.5*10^4 В/м
Объяснение:
m₁ = 600 г масса кастрюли
V = 1,5 л масса воды
t₀ = 20°C начальная температура воды
η = 75 % КПД электроплитки
t = 35 мин время работы плитки
n = 20 % часть испарившейся воды
С₁ = 904 Дж/(кг*°К) --- удельная теплоемкость алюминия
С₂ = 4200 Дж/(кг*°К) ---удельная теплоемкость воды
ρ = 1 кг/л плотность воды
t₁ = 100°C температура кипения воды
L= 2260 кДж/кг удельная теплота парообразования воды
Р = ? Вт
Решение
Для определения мощности электроплитки нужно найти тепло, затраченное на нагрев кастрюли с водой и частичное испарение воды с учетом КПД плитки.
Все полученное тепло Q складывается из тепла на нагрев кастрюли Q₁ , на нагрев воды Q₂ и на испарение 20 % воды Q₃
Q₁ = С₁*m₁*(t₁ - t₀) = 904 * 0,6 * (100 - 20) = 43 392 (Дж)
Q₂ = C₂*m₂*(t₁ - t₀) = С₂*ρ*V*(t₁ - t₀) = 4 200*1,5*1*(100 - 20) = 504 000 (Дж)
Q₃ = L * m₃ = L * n*m₂ = 2 260 000 * 1,5 * 0,2 = 678 000 (Дж)
Q = 43 392 + 504 000 + 678 000 = 1 225 392 (Дж)
Но тепла (Q₀) отдано плиткой больше, так как ее КПД = 75 %, т. е. 1225392 Дж составляют 75% выработанного ею тепло Q₀
Q₀ = Q/η = 1225392/0,75 = 1 633 856 (Дж)
35 мин = 35*60 = 2100 сек
Р = Q₀/t = 1633856/2100 = 778,02(6) ≈ 778 Дж/сек = 778 Вт
ответ: 778 Вт