Тема: Электрическая ёмкость. Конденсаторы. (стр. 149)

Задание.

Учебник: Сборник задач и упражнений по физике. Р.А. Гладкова, А.Л. Косоруков

Тема: Движение молекул. Размеры и масса молекул. (стр. 47-51).

Пример 11.Определите количество вещества в молях, содержащегося в 1 кг ртути; в 5,6 дм³ кислорода при нормальных условиях.

Дано: m₁ = 1 кг – масса ртути; V₀ = 5,6 дм³ = 5,6 · 10^-3 м³ – объём кислорода при нормальных условиях; из таблиц:

M₁ = 200,6 · 10^-3 кг/моль – молярная масса ртути;

M₂ = 32 · 10^-3 кг/моль – молярная масса кислорода;

Ρ₀ = 1,43 кг/м³ – плотность кислорода при нормальных условиях.

Найти: v₁ – количество вещества в 1 кг ртути; v₂ – количество вещества в 5,6 дм³ кислорода при нормальных условиях.

Пример 12. Определите число молекул, содержащихся в 0,5 кг кислорода; в 5,0 см³ диоксида углерода при нормальных условиях.

Дано: m₁ = 0,5 кг - масса кислорода; V₀ = 0,5 см³ = 5,0 · 10^-6 м³ – объём диоксида углерода при нормальных условиях; из таблиц: M₁ = 32 ·10^-3 кг/моль – молярная масса кислорода; M₂ = 44 · 10^-3 кг/моль – молярная масса диоксида углерода (равна сумме молярных масс углерода и кислорода); N_A = 6,022 · 10^-23 моль^-1 – постоянная Авогадро; V_m = 22,4 · 10^-3 м³/моль – молярный объём; N_л = 2,68 · 10²⁵ м³ – число Лошмидта (~2,7 · 10²⁵ м^-3).

Найти: N₁ – число молекул в 0,5 см³ диоксида углерода при нормальных условиях.

Пример 13.Подсчитайте число молекул и атомов, содержащихся в 150 г оксида углерода (СО). Вычислите для нормальных условий число молекул в 1 м³, плотность и среднее расстояние между молекулами.

Дано: m = 150 г = 0,15 кг – масса газа оксида углерода, M = 28 · 10^-3 кг/моль – молярная масса СО; ); N_A = 6,02 · 10^-23 моль^-1 – постоянная Авогадро; V_m = 22,4 · 10^-3 м³/моль – объём моля газа при нормальных условиях.

Найти: N_M и N_a – число молекул и атомов газа; n₀ – число молекул в единице объёма при нормальных условиях; Ρ₀ и ԁ₀ – плотность газа и среднее расстояние между молекулами при тех же условиях.

Пример 14. Молярная масса кислорода 32· 10^-3 кг/моль. Определите молярную массу воздуха, если при нормальных условиях плотности кислорода и воздуха соответственно равны 1,43 и 1,29 кг/м³.

Дано: M₁ = 32· 10^-3 кг/моль – молярная масса кислорода; Ρ₀₁ = 1,43 кг/м³ – плотность кислорода; Ρ₀₂ = 1,29 кг\м³ – плотность воздуха.

Найти: M₂ – молярную массу воздуха.

Пример 15. Определите количество вещества, содержащегося в 9,0 г воды. Найдите массу одной молекулы. Считая ( условно) молекулы плотно упакованными ( соприкасающимися) шариками, оцените объём, приходящийся на одну молекулу, и среднее расстояние между их центрами. Во сколько раз при нормальных условиях среднее расстояние между молекулами водяного пара больше среднего расстояния между молекулами воды?

Дано: m= 9,0 г = 9,0 · 10^-3 кг – масса воды; из таблиц: Ρ₀ = 1,00 · 10^-3 кг/моль – плотность воды при нормальных условиях; M = 18 · 10^-3 кг/моль – молярная масса воды; ); N_A = 6,02 · 10^-23 моль^-1 – постоянная Авогадро; V_m = 22,4 · 10^-3 м³/моль – молярный объём водяного пара.

Найти: v – количество вещества; m₀ –массу одной молекулы воды; V – объём, приходящийся на одну молекулу; d/ɭ - отношение средних расстояний между центрами для молекул воды и водяного пара.

Тема: Электрическое поле. (стр. 138-139)

Пример 62. Два точечных электрических заряда 2,64 · 10^-8 и 3,3 · 10^-9 Кл находятся в вакууме на расстоянии 0,6 м один от другого. Какую работу следует совершить, чтоб сблизить заряды до расстояния 25 см?

Дано: q₁ = 2,64 · 10^-8 Кл, q₂ = 3,3 · 10^-9 Кл – электрические заряды; r₁ = 0,6 м – первоначальное расстояние между зарядами; r₂ = 0,25 м – расстояние между зарядами после их сближения; из таблиц: Ɛ₀ = 1 - диэлектрическая проницаемость вакуума.

Найти: А – работу, необходимую для сближения зарядов.

Пример 63.Между пластинами плоского воздушного конденсатора, к которому приложено напряжение 500 В, находится во взвешенном состоянии пылинка массой 10^-7 г. Расстояние между пластинами 5 см. Определите электрический заряд пылинки.

Дано: m = 10^-10 кг – масса пылинки, U = 500 В – напряжение на обкладках конденсатора; d = 5 · 10^-2 м – расстояние между обкладками; из таблиц: g = 9,8 м/с² – ускорение свободного падения.

Найти: Q – заряд пылинки.

Пример 64. К плоскому воздушному конденсатору, площадь которого 60 см², приложено напряжение 90 В, при этом заряд конденсатора оказался равным 10^-9 Кл. Определите электрическую ёмкость конденсатора, энергию, запасённую в нём, и расстояние между пластинами.

Дано: S – 6 · 10^-3 м³ – площадь одной пластины; U = 90 В – напряжение на пластинах; q = · 10^-9 Кл – заряд конденсатора; из таблиц: Ɛ₀ = 8,85 · 10^-12 Ф/м – электрическая постоянная; Ɛ = 1 – диэлектрическая проницаемость воздуха.

Найти: С – электрическую ёмкость конденсатора; W – энергию; запасённую в конденсаторе; d – расстояние между пластинами.

Тема: Электрическая ёмкость. Конденсаторы. (стр. 149).

Пример 13.83.Определите электрическую ёмкость батареи конденсаторов, соединённых по схеме, изображенной на рис., если С₁ = 1,2 мкФ, С₂ = С₃ = 0,6 мкФ.

Пример 13.84.Определите электрическую ёмкость батареи конденсаторов, соединенных так, как показано на рис. Все конденсаторы имеют одинаковую ёмкость 0,6 мкФ. Определите электрический заряд, накопленный батареей, если к ней подведено напряжение 100 В.

Пример 13.85.Конденсаторы соединены так, как показано на рис.

Дано: С₁ = С₂ = 2 мкФ, С₃ = С₄ = С₅ = 6 мкФ. Определите разность электрических потенциалов в точках А и В, если энергия , запасенная батареей, равна 1,35 · 10^-1 Дж.

Пример 13.90.Три конденсатора соединены в батарею так, как показано на рис., и подключены к источнику постоянного напряжения 200 В. Определите ёмкость конденсатора С₁ и заряд на нём, если ёмкость батареи С₂ = 6 мкФ, а ёмкость конденсаторов С₂ = 2 мкФ, С₃ = 3 мкФ.