расстояние между зарядами r=10 см =0.1 м
по принципу суперпозиции напряженности ВЕКТОРНО складываются
так как заряды разноименные , то точка , где напряжённость равна нулю находится не между зарядами , а за пределами расстояния r
расстояние от малого заряда +q до точки (где Е=0) Равно x
напряженность поля малого заряда E1=k |q|/x^2 = k q /x^2
расстояние от большего заряда - 4q до точки (где Е=0) Равно (r + x )
напряженность поля большего заряда E2=k |4q|/(r+x)^2 = k 4q /(r+x)^2
по условию E=0
так как заряды разноименные E1 - E2 = 0
k q /x^2 - k 4q /(r+x)^2 =0
1 /x^2 - 4 /(r+x)^2 =0
1 /x^2 = 4 /(r+x)^2
(r+x)^2 = 4 x^2
(0.1+x)^2 =4x^2
x=0.03 м = 3 см - расстояние от малого заряда
r+x = 10 +3 =13 см - расстояние от большего заряда
Дано:
Δp = P₂-P₁ = 50kПа
V = const. = 0.3 м³
R = 8.31 Дж/моль*К
Найти: Q - ?
1. Единицы измерения переводим в систему СИ:
Δp = 50кПа = 50 000 Па
2. Газ находится в закрытом сосуде при постоянном объеме, значит, процесс изохорный. В изохорном процессе работа не совершается, так как ΔV=0:
А = p ΔV = 0
3. Газ в идеальном состоянии, значит, применяем уравнение Менделеева - Клапейрона для обоих состояний газа:
P₁V = νRT₁ (до уменьшения на 50кПа) (1)
P₂V = νRT₂ (после уменьшения на 50кПа) (2)
Отнимаем (1) из (2):
P₂V - P₁V = νRT₂ - νRT₁
V(P₂-P₁) = νR(T₂-T₁)
VΔp = νRΔT (3)
4. Для расчета количества теплоты воспользуемся первым законом термодинамики:
Q = A + ΔU
где А - работа; ΔU - внутренняя энергия.
Для изохорного процесса это уравнение примет следующий вид:
Q = ΔU
Формула внутренней энергии для одноатомного газа:
ΔU = 3/2 νRΔT
Следовательно, Q = 3/2 νRΔT (4)
Выразим νR из равенства (3):
νR = VΔp/ΔT
Подставляем полученное в (4) и находим количество теплоты:
Q = 3/2 νRΔT = (3/2) * (VΔp/ΔT)* ΔT = (3/2) * VΔp =1.5*0.3*50000 = 22 500 Дж = 22.5кДж
ответ: Q = 22.5кДж
