Какой должна быть минимальная толщина льдины, плавающей в воде, чтобы она могла выдерживать человека массой 90кг? Площадь льдины 1,2м^2. Плотность воды 1000кгм^3. Коэффициент пропорциональности 10Н/кг
Хорошо, давайте решим эту задачу. Для начала, давайте вспомним формулу для вычисления ЭДС индукции:
ЭДС индукции (E) равна отрицательной производной магнитного потока (Ф) по времени (t):
E = -dФ/dt
Дано, что магнитный поток равномерно убывает от 20 до 5 мВб за 5 мс. Чтобы вычислить ЭДС индукции, нам понадобятся начальный и конечный магнитные потоки (Ф_нач и Ф_кон) и время изменения (t):
Ф_нач = 20 мВб
Ф_кон = 5 мВб
t = 5 мс
Теперь мы можем рассчитать изменение магнитного потока (ΔФ):
ΔФ = Ф_кон - Ф_нач
= 5 мВб - 20 мВб
= -15 мВб
Затем мы можем рассчитать среднюю скорость изменения магнитного потока (dФ/dt):
dФ/dt = ΔФ / t
= -15 мВб / 5 мс
= -3 мВб/мс
Таким образом, мы получили среднюю скорость изменения магнитного потока равной -3 мВб/мс. Теперь, чтобы рассчитать величину ЭДС индукции, мы просто возьмем абсолютное значение средней скорости изменения магнитного потока:
E = |-3 мВб/мс|
= 3 мВб/мс
Следовательно, величина ЭДС индукции в катушке равна 3 мВб/мс.
Теперь, давайте построим график зависимости ЭДС индукции от времени в интервале от 0 до 5 мс. Для этого мы можем использовать полученное значение средней скорости изменения магнитного потока (-3 мВб/мс) и просто распределить его равномерно на интервал времени от 0 до 5 мс:
1) Молекулы жидкостей при диффузии двигаются хаотично (отвечает пункт 4).
2) При переходе из жидкого состояния в газообразное, среднее расстояние между молекулами увеличивается (отвечает пункт 1).
3) Чтобы найти значение температуры по шкале Кельвина, нужно известное значение в градусах Цельсия перевести в Кельвины. Формула для перевода: Т(К) = Т(°C) + 273,15. Подставим значение: 115⁰С + 273,15 = 388,15 К (отвечает пункт 3).
4) Для определения количества молекул нам необходимо использовать формулу n = m/M, где n - количество молекул, m - масса вещества, M - молярная масса. Для кислорода M = 32 г/моль, для гелия M = 4 г/моль. В первом сосуде количество молекул кислорода будет равно: n = 32 г / 32 г/моль = 1 моль. Во втором сосуде количество молекул гелия будет равно: n = 4 г / 4 г/моль = 1 моль. Таким образом, в обоих сосудах содержится одинаковое количество атомов (отвечает пункт 3).
5) Физическая величина, показывающая, сколько теплоты надо сообщить 1 кг вещества, чтобы перевести его в состояние пара при температуре кипения, называется теплотой парообразования (отвечает вопрос 5).
6) Для решения этой задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа: PV = nRT. R – универсальная газовая постоянная, T – температура в Кельвинах, P – давление в паскалях, V – объем в метрах кубических, n – количество вещества в молях. Теперь переведем каждую величину в единицы СИ: 0,04 кг = 40 г, P = 4 кПа = 4000 Па, V = 8,3 м3. Молярная масса гелия равна 4 г/моль. Выразим n из уравнения состояния: n = m / M = 40 г / 4 г/моль = 10 моль. Теперь выразим T из уравнения состояния: T = PV / nR = (4000 Па * 8.3 м3) / (10 моль * 8,31 Дж/(моль*К)) ≈ 400 K (отвечает пункт 6).
7) Изменение внутренней энергии газа равно сумме теплоты, полученной или отданной газом, и работы, совершенной над ним. ΔU = Q - W. Подставим данные: ΔU = 1600 Дж - 400 Дж = 1200 Дж (отвечает пункт 7).
8) При адиабатном сжатии одноатомного идеального газа, изменение температуры связано со сжатием идеального газа по формуле: ΔT = - (W / C_v), где ΔT - изменение температуры, W - проделанная работа, C_v - удельная теплоемкость газа при постоянном объеме. Подставим данные: ΔT = - (1200 Дж / C_v). Однако, чтобы определить изменение температуры, нам нужно знать удельную теплоемкость газа, которая не указана в вопросе (ответ недостаточный для решения).
ЭДС индукции (E) равна отрицательной производной магнитного потока (Ф) по времени (t):
E = -dФ/dt
Дано, что магнитный поток равномерно убывает от 20 до 5 мВб за 5 мс. Чтобы вычислить ЭДС индукции, нам понадобятся начальный и конечный магнитные потоки (Ф_нач и Ф_кон) и время изменения (t):
Ф_нач = 20 мВб
Ф_кон = 5 мВб
t = 5 мс
Теперь мы можем рассчитать изменение магнитного потока (ΔФ):
ΔФ = Ф_кон - Ф_нач
= 5 мВб - 20 мВб
= -15 мВб
Затем мы можем рассчитать среднюю скорость изменения магнитного потока (dФ/dt):
dФ/dt = ΔФ / t
= -15 мВб / 5 мс
= -3 мВб/мс
Таким образом, мы получили среднюю скорость изменения магнитного потока равной -3 мВб/мс. Теперь, чтобы рассчитать величину ЭДС индукции, мы просто возьмем абсолютное значение средней скорости изменения магнитного потока:
E = |-3 мВб/мс|
= 3 мВб/мс
Следовательно, величина ЭДС индукции в катушке равна 3 мВб/мс.
Теперь, давайте построим график зависимости ЭДС индукции от времени в интервале от 0 до 5 мс. Для этого мы можем использовать полученное значение средней скорости изменения магнитного потока (-3 мВб/мс) и просто распределить его равномерно на интервал времени от 0 до 5 мс:
Время (мс) | ЭДС индукции (мВб)
-------------------------------
0 | 0
1 | -0.6
2 | -1.2
3 | -1.8
4 | -2.4
5 | -3
Таким образом, график зависимости ЭДС индукции от времени будет выглядеть следующим образом:
^
|
| *
| *
| *
| *
*-----------------------------
0 1 2 3 4 5 времени (мс)
Таким образом, величина ЭДС индукции в катушке равна 3 мВб/мс, а график зависимости ЭДС индукции от времени является линейным и постепенно убывающим.
2) При переходе из жидкого состояния в газообразное, среднее расстояние между молекулами увеличивается (отвечает пункт 1).
3) Чтобы найти значение температуры по шкале Кельвина, нужно известное значение в градусах Цельсия перевести в Кельвины. Формула для перевода: Т(К) = Т(°C) + 273,15. Подставим значение: 115⁰С + 273,15 = 388,15 К (отвечает пункт 3).
4) Для определения количества молекул нам необходимо использовать формулу n = m/M, где n - количество молекул, m - масса вещества, M - молярная масса. Для кислорода M = 32 г/моль, для гелия M = 4 г/моль. В первом сосуде количество молекул кислорода будет равно: n = 32 г / 32 г/моль = 1 моль. Во втором сосуде количество молекул гелия будет равно: n = 4 г / 4 г/моль = 1 моль. Таким образом, в обоих сосудах содержится одинаковое количество атомов (отвечает пункт 3).
5) Физическая величина, показывающая, сколько теплоты надо сообщить 1 кг вещества, чтобы перевести его в состояние пара при температуре кипения, называется теплотой парообразования (отвечает вопрос 5).
6) Для решения этой задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа: PV = nRT. R – универсальная газовая постоянная, T – температура в Кельвинах, P – давление в паскалях, V – объем в метрах кубических, n – количество вещества в молях. Теперь переведем каждую величину в единицы СИ: 0,04 кг = 40 г, P = 4 кПа = 4000 Па, V = 8,3 м3. Молярная масса гелия равна 4 г/моль. Выразим n из уравнения состояния: n = m / M = 40 г / 4 г/моль = 10 моль. Теперь выразим T из уравнения состояния: T = PV / nR = (4000 Па * 8.3 м3) / (10 моль * 8,31 Дж/(моль*К)) ≈ 400 K (отвечает пункт 6).
7) Изменение внутренней энергии газа равно сумме теплоты, полученной или отданной газом, и работы, совершенной над ним. ΔU = Q - W. Подставим данные: ΔU = 1600 Дж - 400 Дж = 1200 Дж (отвечает пункт 7).
8) При адиабатном сжатии одноатомного идеального газа, изменение температуры связано со сжатием идеального газа по формуле: ΔT = - (W / C_v), где ΔT - изменение температуры, W - проделанная работа, C_v - удельная теплоемкость газа при постоянном объеме. Подставим данные: ΔT = - (1200 Дж / C_v). Однако, чтобы определить изменение температуры, нам нужно знать удельную теплоемкость газа, которая не указана в вопросе (ответ недостаточный для решения).