CCI20101022000

ZADANIA Z FIZYKI DLA STUDENTÓW WYDZIAŁU GiG, KIERUNEK GiG, SEM. III, 2010/2011 ZESTAW 2

Zagadnienia: .Natężenie i gęstość prądu elektrycznego. Prawo Ohma. Pole magnetyczne. Indukcja magnetyczna. Działanie pola magnetycznego na przewodnik z prądem. Siła Lorentza. Efekt Halla. Prawo indukcji Faradaya. Magnetyczne właściwości materii. Teoria kinetyczno-molekulama. Temperatura. Skala Kelwina. Rozszerzalność termiczna. Ciepło jako forma energii. Przewodnictwo cieplne. I zasada termodynamiki. Gaz doskonały. Kinetyczna interpretacja temperatury. Siły międzycząsteczkowe. Gazy rzeczywiste. Cykl Carnota. II zasada termodynamiki.

1.    Oblicz ciśnienie wywierane przez N=10 cząsteczek gazu o objętości V=lmm i temperaturze: a) 100°C b) 1000K

2.    Przez cewkę o R, składającą się z n zwojów , przepływa stały prąd o natężeniu I. Znajdź indukcyjność cewki, jeżeli w jej środku powstaje pole magnetyczne o natężeniu H. Przenikalność magnetyczna próżni wynosi po-

3.    W taśmie metalowej o szerokości a i grubości d płynie prąd I. Taśma znajduje się w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B. Obliczyć różnicę potencjałów między punktami A i C taśmy, jeżeli wiadomo, że w jednostce objętości materiału z jakiego zrobiona jest taśma, znajduje się n elektronów na jednostkę objętości.

4.    Butla zawiera gaz w temperaturze Ti. Po wypuszczeniu części gazu zwiększono temperaturę do T2. Ile razy wzrosła gęstość gazu w butli, jeżeli ciśnienie wzrosło k-razy?

5.    W modelu atomu wodoru podanym przez Bohra, elektron o ładunku e porusza się w polu elektrycznym jądra po orbicie kołowej o promieniu R=5,3-10'" m. Obliczyć indukcję magnetyczną wytworzoną w środku orbity przez poruszający się elektron, skorzystać z podanej w tablicach masy elektronu.

o

6.    Do styropianowego kubka z herbatą o masie m_h=100g i temperaturze t_h=80 C wrzucono

o

kostkę lodu o masie m_L=20g i temperaturze t =-5 C. Cała kostka lodu uległa stopieniu. Oblicz temperaturę końcową herbaty przy założeniu, że wymianę ciepła układu z otoczeniem można zaniedbać. Dane: ciepło właściwe wody c_w=4,18 J/(g deg), ciepło właściwe lodu c =2,09 J/(g deg), ciepło topnienia lodu q =332 J/g.

7.    Wzdłuż nieskończenie długiej, cienkościennej rury płynie prąd I. Obliczyć indukcję magnetyczna w dowolnym punkcie wewnątrz rury. Przyjąć, że gęstość prądu w rurze jest wszędzie jednakowa.

8.    W procesie izotermicznym objętość n moli powietrza o temperaturze T wzrosła s razy. Ile razy zmalało ciśnienie ? Ile wynosi zmiana energii wewnętrznej ? Jaką pracę wykonał gaz?

9.    Silnik cieplny pobrał w ciągu pewnego czasu pracy ciepło Qi, a przekazał do chłodnicy ciepło 02. Oblicz maksymalną temperaturę chłodnicy T2, jeżeli źródło ciepła posiada temperaturę T1.

10.    W dwóch bardzo długich równolegle biegnących przewodach płyną prądy Ii oraz I? = Ii/2. Odległość między przewodnikami wynosi a. Określić położenie punktów, w których indukcja magnetyczna B równa się zeru, jeśli prądy płyną w tym samym kierunku.