Электродинамика, Взаимодействие тел, и Термодинамика, и Молекулярная физика Опции

[Вячеслав Л.]

Разрешите задать несколько вопросов, касаемо физики:

Задание №1: Проводник длиной L движется равноускоренно в однородном магнитном поле, индукция которого B и направлена перпендикулярно проводнику и скорости его движения. Начальная скорость V0. Значение ЭДС индукции в конце перемещения на длину S равна E. Чему равно ускорение проводника?
Мои мысли: Сила Лоренца: F=qvB*sinA, как к этой формуле подставить, все касающееся равноускоренного движения и причем тут ЭДС и длина проводника L? Либо я изначально думаю неправильно и сила Лоренца тут не причем? Натолкните на дальнейшее решение пожалуйста.

Задание №2: Радиус планеты Плюк в 2 раза меньше радиуса Земли, а период обращения спутника, движущегося вокруг Плюка совпадает с периодом вращения аналогичного спутника Земли. Чему равно отношение ср. площадей Плюка и Земли?
Мои мысли: Период - это время одного обращения. Мне кажется, он должен зависить от массы планеты и ее радиуса. F=G*m1*m2/r^2. Это понятно. Что делать дальше? Как вычисляется период спутника?

Задание №3: В емкость с водой бросают кусочки тающего льда. В некоторый момент кусочки льда перестают таять. Первоначальная масса воды 330 г. Насколько увеличилась ее масса, если ее температура была 20 С. Потери не теплоты не учитывать.
Мои мысли: Q=cm(t2-t1). Как решать задачу если нам не дается конечная температура и количества теплоты? Либо надо приравнять Q льда и Q воды (помню мы когда-то так делали). Верно ли это? И что тогда получится?

Задание №4: В баллоне объемом V находится кислород при нормальном давлении и температуре t. Какова масса кислорода?
Мои мысли: Мы можем посчитать массу кислорода при нормальном давлении. n=m/M и n=v/V_m. Приравняем m/M=v/V_m. M по таблице Менделеева, v нам известно, V_m - величина постоянная. Нашли m. Как действовать дальше (что бы найти массу при заданной температуре t)?

Помогите, пожалуйста, буду очень благодарен.

ps Как прикрепить картинку к посту, не через прикрепленные файлы, а что бы была иконка, нажав на которую картинка открывалась бы в некотором разрешении (в каком?) в новом окне?

pps И еще вопрос - возник случайно - Где может осуществляться теплообмен путем конвекции?

[Вячеслав Л.]

Не понял. Здесь же требуется решение в общем виде, т. е. вывести формулу? Freedom ее выводит:
m=(P*V*M)/(R*T), где V, t дано; R, M известно, P - тоже же получается дано, раз при нормальном давлении. Или при нормальном давлении, это значит, что задача ставится для системы, находящейся в НУ? А конкретное числовое значение P может быть и не дано?

[Lapp]

Принимаю все упреки, извините ). Тема как-то выпала из зоны моего внимания, поскольку я считал ее решенной. Но теперь вижу, что ошибался. Решить задачу и понять - это, как говорят в Одессе, две большие разницы..

Не понял. Здесь же требуется решение в общем виде, т. е. вывести формулу? Freedom ее выводит:
m=(P*V*M)/(R*T), где V, t дано; R, M известно, P - тоже же получается дано, раз при нормальном давлении. Или при нормальном давлении, это значит, что задача ставится для системы, находящейся в НУ? А конкретное числовое значение P может быть и не дано?

Да, я согласен, это есть решение. Дело просто в том, что в моей голове произошла некотрая подмена. Я исходил не из изначального условия, а из вот этой вот фразы Славы:

Нашли m. Как действовать дальше (что бы найти массу при заданной температуре t)?

Поэтому я и ожидал, что в решение должна входить эта самая m. Еще раз прошу прощения - бес попутал.. )

Но тогда у меня другая просьба. Слав, проведи свое первое решение полностью до конца. Почему я этого так упорно добиваюсь, будет ясно из дальнейшего. А пока отвечу на слова Freedom:

А через уравнение Менделеева-Клапейрона нельзя? или нельзя применять его тут?

Этот вопрос в принципе законный, но только я на него давно ответил. Еще в посте #5. Я, правда, не совсем верно поименовал это уравнение (извиняюсь)), а также привел в несколько усеченной форме (достаточной для решения задачи с известной начальной массой), но суть его от этого не меняется.

Вот, что тут важно.
В феноменологической термодинамике (по крайней мере в школьном ее изложении) много путаницы. Несколько законов, которые повторяют и дополняют друг друга, много дублированных данных. Например, молярный объем при НУ выражается через те же самые P,V,T при НУ, так что использование 22.4 Л или 273^оК - это по большому счету взаимозаменяемые вещи. И многие другие величины взвимосмязаны, выводятся одна через другую. Все это порождает мнение, что существует несколько существенно разных решений. На самом же деле это совсем не так. Да, можно использовать разные законы, исходить из разных начальных данных, а после этого получить разные (по форме) ответы - но это все будет одно и то же.

Если довести первое решение до конца, причем ответ выразить через те же данные, он совпадет с ответом Freedom. Эти два решения полностью эквивалентны. И я не вижу никакого смысла переливать из пустого в порожнее. Как грится, от перестановки слагаемых сумма не меняется.

Еще пара слов про применимость уравнения Менделеева-Клапейрона. Оно относится к СОСТОЯНИЮ газа, а не к процессу. Процессы бывают разные - изотермические, изохорические, адиабатические.. Эти процессы выполняются обычно над некоторым фиксированным количеством газа (хотя и не всегда). В этих процессах могут сохраняться или не сохраняться разные величины (типа внутренней энергии). И есть уравнения, которые связывают начальные и конечные значения некоторых величин (например, давления) в этих процессах. Эти величины обычно подстрочными обозначаются индексами 1 и 2. И вот в этих случаях можно сказать (например): уравнение адиабаты тут не годится, поскольку процесс (скажем) изотермический.. Уравнение М-К применимо ВСЕГДА. Но, конечно - только в равновесных системах (но это не слишком большое ограничение, поскольку в отсутствие равновесия нельзя вообще говорить ни о температуре, ни о давлении..) Оно соблюдается в любой момент времени. То есть величины P,V,T должны быть взяты в один и тот же момент. В этом смысле решение Freedom более последовательно. В решении Славы фигурируют как бы два состояния (без процесса перехода, поскольку он не важен тут). Но я не вижу в этом абсолютно ничего плохого. Это все умозрительное представление реальности, и оно не только имеет право на жизнь, но и обладает наглядностью, что неплохо. В результате рассматриваются уравнения двух состояний, а не одного. Но нужно понимать, что по сути - это все одно и то же. Фактически решение Freedom тоже в скрытой форме апеллирует к двум разным состояниям (просто одно из них стандартное).

Уф.. Я понятно выразился?