6. Ученик в экспериментальной работе использовал плоскопараллельную пластинку, изготовленную из стекла. При измерениях угол падения луча составил 300
300
, а угол преломления
150
150
( sin
150
150
= 0,26)
А) Начертите пояснительный рисунок [2]
Б) Чему равен угол между плоскостью стекла и преломленным лучом? [1]
В) Вычислите показатель преломления стекла
КПД равен отношению работы газа к количеству теплоты от нагревателя, которое он получил за весь процесс:
○ η = Аг / Qн
• работа газа складывается из всех участков на диаграмме:
○ Аг = A12 + A23 + A31
• работу на процессе 1-2 найдем как площадь трапеции:
○ A12 = (P0 + 3P0)/2 * (3V0 - V0) = 4 P0V0
• работу на процессе 2-3 ищем аналогично:
○ А23 = 2P0 * (-V0) = -2 P0V0
• работу на процессе 3-1 ищем через площадь прямоугольника:
○ A31 = - P0V0
• соответственно, работа газа за цикл равна Аг = P0V0
• чтобы найти количество теплоты от нагревателя, нам нужно, во-первых, понять, на каких участках газ получает тепло
• газ получает тепло на участках 1-2 и 2-3 (на нем хоть и отрицательная работа, приращение внутренней энергии больше). таким образом:
○ Qн = Q12 + Q23
• количество теплоты в обоих процессах ищем по 1 закону термодинамики
○ Q12 = A12 + ΔU12 = 4 P0V0 + 1.5*ΔPΔV = 6 P0V0
○ Q23 = A23 + ΔU23 = - 2P0V0 + 1.5*ΔPΔV = P0V0
• следовательно, Qн = 7 P0V0
• и тогда КПД равен n = 1/7 ≈ 0.142 или 14.2%
№1. а) сила Архимеда одинакова (она определяется объемом погруженного в жидкость тела); б) так как плотность меди больше плотности алюминия, объем медного шара равной массы будет меньше, соответственно сила Архимеда, действующая на него будет меньше.
№2. С гидростатического взвешивания измеряют плотности твердых тел и жидкостей. В первом случае твердое тело взвешивают в воздухе и в жидкости, определяя массу и объем, соответственно, а потом деля одно на другое. Во втором - берут тело известной массы и объема, взвешивают его в жидкости, определяя силу Архимеда, а затем плотность жидкости.
№3. Если взять плотность гранита 2600 кг/м^3, то объем камня равен 0.0038 м^3, а сила Архимеда, действующая на него
= 38 Н (
= 1000 кг/м^3 - плотность воды). Вычитая из силы тяжести (mg=10 кг*9.8 м/с^2 = 98 Н) силу Архимеда получим силу, которую надо приложить, чтобы поднять камень, 60 Н.