Question

1)Oblicz wartości ciśnienia wywieranego przez 10³⁰ helu zamknietych w zbiorniku o objętości 1m szesciennego. Temperatura helu wynosi 200K.

2) Źródło ciepła w silniku Carnota ma temperaturę 600 stopni C. Temperatura chłodnicy wynosi 200 stopni C. Oblicz sprawność tego silnika.

3)Ładunek 1mC porusza się prostopadle do lini pola magnetycznego z prędkością 300m/s .Działa na niego siła 3mN powodując zakrzywienie toru.Jaka jest wartość indukcji pola magnetycznego?

Answer 1

1. pV = nRT <=> p = nRT/V

n = x/Na (Na - liczba Avogadro) = 10³⁰/(6,02*10²³/mol) = ok. 1,661 Mmol (megamola)
V = 1m³
T = 200K
R = 8,31 J/(mol*K)

Po podstawieniu do przekształconego wzoru:
p = ok. 2,76 GPa

 

2. Sprawność silnika Carnota: , gdzie:
- temperatura źródła
- temperatura chłodnicy

T₁=600+273=873K
T₂=200+273=473K
η=[T₁-T₂]/T₁
η=400K:873K
η=45,8%

3. F=qBv
q-ładunek =0,001 C
v-prędkość
B- indukcja
F- siła 3 mN = 0,003 N
B=F/(qv) = 0,003/(0,001 *300) = 0,003/0,3=0,01 T