Формулы по физике
8 класс
Количество теплоты при нагревании
Q=c*m*(t2—t1)=с*m*∆t
Q – количество теплоты [Дж]
(Джоуль)
с –
удельная теплоёмкость [Дж/(кг*ºС), Дж/(кг*ºК)] (Джоуль на килограмм-градус
Цельсия, Джоуль на килограмм-градус Кельвина)
m – масса [кг] (килограмм)
t2 – конечная температура [ºC, ºK] (градус Цельсия, градус
Кельвина)
t1 – начальная температура [ºC, ºK] (градус Цельсия, градус
Кельвина)
∆t – изменение температуры [ºC,
ºK] (градус Цельсия, градус Кельвина)
Q>0 – выделение, отдача тепла
(энергии)
Q<0 – поглощение, забор тепла
(энергии)
Теплота сгорания
Q=q*m
Q – количество теплоты [Дж]
(Джоуль)
q – удельная теплота сгорания [Дж/кг]
(Джоуль на килограмм)
m – масса [кг] (килограмм)
Теплота плавления
Q=λ*m
Q – количество теплоты [Дж]
(Джоуль)
λ –
удельная теплота плавления [Дж/кг] (Джоуль на килограмм)
m – масса [кг] (килограмм)
В
течение процесса плавления (отвердевания) температура остается постоянной!
Теплота парообразования
Q=L*m
Q – количество теплоты [Дж]
(Джоуль)
L – удельная теплота парообразования
[Дж/кг] (Джоуль на килограмм)
m – масса [кг] (килограмм)
В
течение процесса парообразования (конденсации) температура остается постоянной!
Сила электрического тока
I=
I – сила тока [А] (Ампер)
q – заряд [Кл] (Кулон)
t – время [с] (секунда)

измерения силы тока, подключается последовательно.
Электрическое напряжение
U=
U – напряжение [В] (Вольт)
А –
работа электрического тока [Дж] (Джоуль)
q – заряд [Кл] (Кулон)

параллельно
Сопротивление проводника
R=ρ*
R – сопротивление проводника [Ом]
(Ом)
ρ –
удельное сопротивление [Ом*мм2/м, Ом*м] (Ом-квадратный миллиметр на
метр, Ом-метр)
l – длина проводника [м] (метр)
s – площадь поперечного сечения
проводника [мм2,м2] (квадратный миллиметр, квадратный
метр)
Закон Ома
I=
I – сила тока [А] (Ампер)
R – сопротивление проводника [Ом]
(Ом)
U – напряжение [В] (Вольт)
Сопротивление
проводника не зависит от силы тока или напряжения, зависит только от
геометрических параметров (длина, площадь поперечного сечения и удельное
сопротивление материала)
Соединение проводников

Rобщее=R1+R2
Iобщая=I1=I2
Uобщее=U1+U2

=
+
Iобщая=I1+I2
Uобщее=U1=U2
Работа электрического тока
A=I*U*t
А –
работа электрического тока [Дж] (Джоуль)
I – сила тока [А] (Ампер)
U – напряжение [В] (Вольт)
t – время [с] (секунда)
Закон Джоуля-Ленца
Q=I2*R*t
Q – количество теплоты,
выделяющееся на проводнике [Дж] (Джоуль)
I – сила тока [А] (Ампер)
R – сопротивление проводника [Ом]
(Ом)
t – время [с] (секунда)
Мощность электрического тока
P==I*U
P – мощность электрического тока
[Вт] (Ватт)
А –
работа электрического тока [Дж] (Джоуль)
t – время [с] (секунда)
I – сила тока [А] (Ампер)
U – напряжение [В] (Вольт)
Основные формулы работы электрического
тока (теплоты) и мощности
|
A(Q)=U*I*t |
P=U*I |
|
A(Q)=I2*R*t |
P=I2*R |
|
A(Q)= |
P= |
|
A(Q)=P*t |
P= |
Три закона распространения света
1)
В однородной
среде свет распространяется равномерно и прямолинейно
2)
При
отражении света от поверхности угол падения равен углу отражения (углом падения/отражения
называется угол между падающим/отражённым лучом и перпендикуляром к
поверхности)
3)
При переходе
света из одной среды в другую луч преломляется. При переходе света из менее
плотной среды в более плотную луч отклоняется ближе к перпендикуляру к
поверхности, и наоборот.
=
α – угол падения
β
– преломлённый угол
n1 – показатель преломления более плотной
среды (β)
n2 – показатель преломления менее плотной
среды (α)
Оптическая сила линзы
D=
D – оптическая сила линзы [дптр]
(диоптрия)
F – фокусное расстояние линзы [м]
(метр)
Формула тонкой линзы
=
+
F – фокусное расстояние линзы [м]
(метр)
f – расстояние от линзы до
изображения [м] (метр)
d – расстояние от предмета до
линзы [м] (метр)
На практике часто приходится проводить различные тепловые расчёты. Для увеличения эргономичности тепловой системы жилых домов измеряют количество тепловой энергии, рассеиваемой через вентиляцию, окна, расщелины.
Для расчёта количества тепловой энергии нужно измерить массу (m), разность температуры в начале и в конце процесса
Δt=tкон−tнач
, а также знать теплоёмкость (c) данного вещества.
Чтобы нагреть некоторое вещество массой (1) кг на (1°C), необходимо затратить количество теплоты, равное удельной теплоёмкости (c) данного вещества.
Количество теплоты, получаемое веществом при нагревании, прямо пропорционально удельной теплоёмкости вещества, его массе и разности температур, то есть:
Q=cmΔt
или
Данная формула даёт возможность найти и выделяемую при охлаждении вещества теплоту.
Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания вещества (или выделяемое им при охлаждении), следует удельную теплоёмкость вещества умножить на его массу и на разность между конечной и начальной температурой вещества.
Так как конечная температура остывающего вещества меньше его начальной температуры:
то изменение температуры оказывается отрицательным числом:
Значит, и выделяемое веществом количество теплоты выражается отрицательным числом:
Последний факт обозначает не рост, а убыль внутренней энергии вещества.
Задачи на количество теплоты с решениями
Формулы, используемые на уроках «Задачи на количество теплоты,
удельную теплоемкость».
Название величины |
Обозначение |
Единица измерения |
Формула |
Масса |
m |
кг |
|
Температура |
t |
°С |
|
Удельная теплоемкость |
c |
Дж/кг•°С |
|
Количество теплоты |
Q |
Дж |
|
1 г = 0,001 кг; 1 т = 1000 кг; 1 кДж = 1000 Дж; 1 МДж = 1000000 Дж
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1.
В железный котёл массой 5 кг налита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100 °С?
При решении задачи нужно учесть, что оба тела — и котёл, и вода — будут нагреваться вместе. Между ними происходит теплообмен. Их температуры можно считать одинаковыми, т. е. температура котла и воды изменяется на 100 °С — 10 °С = 90 °С. Но количества теплоты, полученные котлом и водой, не будут одинаковыми. Ведь их массы и удельные теплоёмкости различны.
Задача № 2.
Смешали воду массой 0,8 кг, имеющую температуру 25 °С, и воду при температуре 100 °С массой 0,2 кг. Температуру полученной смеси измерили, и она оказалась равной 40 °С. Вычислите, какое количество теплоты отдала горячая вода при остывании и получила холодная вода при нагревании. Сравните эти количества теплоты.
Задача № 3.
Стальная деталь массой 3 кг нагрелась от 25 до 45 °С. Какое количество теплоты было израсходовано?
Задача № 4.
В сосуде содержится 3 л воды при температуре 20 °С. Сколько воды при температуре 45 °С надо добавить в сосуд, чтобы в нём установилась температура 30 °С? Необходимый свободный объём в сосуде имеется. Теплообменом с окружающей средой пренебречь
Задача № 5.
На сколько градусов изменилась температура чугунной детали массой 12 кг, если при остывании она отдала 648000 Дж теплоты?
Задача № 6.
По графику определите удельную теплоёмкость образца, если его масса 50 г.
Задача № 7.
Для нагревания медного бруска массой 3 кг от 20 до 30 °С потребовалось 12000 Дж теплоты. Какова удельная теплоемкость меди?
Задача № 8.
Нагретый камень массой 5 кг, охлаждаясь в воде на 1 °С, передает ей 2,1 кДж энергии. Чему равна удельная теплоемкость камня?
Задача № 9.
Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 1 °С воды объемом 0,5 л; олова массой 500 г; серебра объемом 2 см3; стали объемом 0,5 м3; латуни массой 0,2 т?
Задача № 10.
Какое количество теплоты получили алюминиевая кастрюля массой 200 г и находящаяся в ней вода объемом 1,5 л при нагревании от 20 °С до кипения при температуре 100 °С?
Задача № 11.
а) Воздух, заполняющий объем 0,5 л в цилиндре с легким поршнем, нагрели от 0 до 30 °С при постоянном атмосферном давлении. Какое количество теплоты получил воздух?
б) В порожнем закрытом металлическом баке вместимостью 60 м3 под действием солнечного излучения воздух нагрелся от 0 до 20 °С. Как и на сколько изменилась внутренняя энергия воздуха в баке? (Удельная теплоемкость воздуха при постоянном объеме равна 720 Дж/кг-°С.)
Задача № 12.
ОГЭ
Металлический цилиндр массой m = 60 г нагрели в кипятке до температуры t = 100 °С и опустили в воду, масса которой mв = 300 г, а температура tв = 24 °С. Температура воды и цилиндра стала равной Θ = 27 °С. Найти удельную теплоёмкость металла, из которого изготовлен цилиндр. Удельная теплоёмкость воды св = 4200 Дж/(кг К).
Задача № 13.
В теплоизолированном сосуде сначала смешивают три порции воды 100 г, 200 г и 300 г с начальными температурами 20 °C, 70 °C и 50 °C соответственно. После установления теплового равновесия в сосуд добавляют новую порцию воды массой 400 г при температуре 20 °C. Определите конечную температуру в сосуде. Ответ дайте в °C, округлив до целого числа. Теплоёмкостью калориметра пренебрегите.
Решение.
Ответ: 39 °С.
Задача № 14. (повышенной сложности)
Стальной шарик радиусом 5 см, нагретый до температуры 500 ˚С, положили на лед, температура которого 0 ˚С. На какую глубину погрузится шарик в лед? (Считать, что шарик погрузился в лед полностью. Теплопроводностью шарика и нагреванием воды пренебречь.)
Дано: R = 0,05 м; t1 = 500 ˚С; t2 = 0 ˚С;
ρ1 (плотность стали) = 7800 кг/м3.;
ρ2 (плотность льда) = 900 кг/м3.
c (удельная теплоемкость стали) = 460 Дж/кг •˚С,
λ (удельная теплота плавления льда) = 3,3 • 105 Дж/кг,
Найти: h – ?
Краткая теория для решения Задачи на количество теплоты.
Конспект урока «Задачи на количество теплоты».
Посмотреть конспект урока по теме «Количество теплоты. Удельная теплоемкость»
Следующая тема: «ЗАДАЧИ на сгорание топлива с решениями».
Внутренняя энергия тела — это не постоянная величина. Она может изменяться двумя способами: путем совершения работы и путем теплопередачи. Работа может совершаться как над телом, так и самим телом. В первом случае это будет приводить к увеличению внутренней энергии, а во втором — к ее уменьшению.
Без совершения работы работы изменить внутреннюю энергию тела можно путем теплопередачи. В этом случае переход энергии от одних тел к другим может осуществляться теплопроводностью, конвекцией или излучением. Здесь у нас появляется новое определение — количество теплоты. С помощью него мы сможем говорить о количестве этой переданной энергии.
Количество теплоты — это энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.
Чтобы научиться в дальнейшем вычислять количество теплоты, нам нужно установить зависимость от других единиц. Этим мы с вами и займемся на данном уроке.
Зависимость количества теплоты от массы тела
Проведем опыт. У нас есть две одинаковых горелки и два одинаковых сосуда. В один сосуд мы нальем $1 space кг$ воды, а в другой — $2 space кг$ воды (рисунок 1). Начальная температуры воды в двух сосудах одинакова.
Начнем нагревать воду в сосудах. Через какое-то время (например, 3 минуты) мы увидим, что вода в сосудах нагрелась неодинаково. Измерим температуру термометром. Получим, что во втором сосуде вода нагрелась на меньшее количество градусов, чем в первом. При этом оба сосуда получали равное количество теплоты.
Значит, количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела, зависит от его массы.
Чем больше масса тела, тем большее количество теплоты необходимо затратить, чтобы изменить его температуру на одно и то же число градусов.
Если мы рассмотрим обратный процесс — охлаждение, то увидим такую же зависимость. При остывании тело передает окружающим предметам тем большее количество теплоты, чем больше его масса.
Зависимость количества теплоты от разности температур
Теперь возьмем два сосуда с водой одинаковой массы. Но в одном сосуде вода будет иметь комнатную температуру, а во втором — уже подогрета. Опустим термометры в оба сосуда и начнем нагревать воду до $100 degree C$ (рисунок 2).
Через некоторое время, мы увидим, что вода во втором (заранее подогретом) сосуде достигла заданной температуры быстрее.
Значит, количество теплоты, переданное первому сосуду с водой, меньше, чем второму.
Те же наблюдения мы можем провести, нагревая воду в обычном чайнике. Чтобы просто подогреть воду, нам потребует меньше времени, чем для закипания воды в чайнике. В первом случае будет передано меньшее количество теплоты, чем во втором.
Итак, мы можем сказать, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела, зависит от того, на сколько градусов нагревается тело.
Т.е.,
Количество теплоты зависит от разности температур тела.
Зависимость количества теплоты от рода вещества
А что будет, если мы будем сравнивать количество теплоты, затраченное на нагревание разных веществ? До этого в наших опытах мы нагревали одинаковую воду в двух сосудах. Давайте проверим.
В первый сосуд нальем воду массой $1 space кг$, а во второй — керосин массой $1 space кг$. Горелки, на которых будем нагревать сосуды, одинаковые. Начальные температуры воды и керосина тоже одинаковы. Начнем нагревать эти сосуды (рисунок 3).
Через какое-то время (возьмем 3 минуты) зафиксируем температуры веществ в обоих сосудах. Окажется, что керосин будет иметь более высокую температуру, чем вода. При этом отметим, что обе жидкости получили равное количество теплоты.
Значит, для нагревания двух разных веществ до одной и той же температуры требуется разное количество теплоты. В нашем случае для нагрева керосина потребуется меньшее количество теплоты, чем для воды.
Следовательно,
Необходимое количество теплоты для нагревания тела зависит от того, из какого вещества оно состоит, т.е. от рода вещества.
Количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела (или выделяемое при остывании) зависит от массы этого тела, от изменения его температуры и рода вещества.
Единицы количества теплоты
Количество теплоты обозначается буквой $Q$.
Т.к. количество теплоты — это очередной вид энергии, измеряется оно так же в джоулях ($Дж$), килоджоулях ($кДж$) и мегаджоулях ($МДж$):
$1 space кДж = 1 000 space Дж$,
$1 space МДж = 1 000 000$,
$1 space Дж = 0.001 space кДж$,
$1 space МДж = 0.000001 space Дж$.
В ходе истории количество теплоты начали измерять задолго до появления понятия энергии в физике. Поэтому существует еще одна единица измерения количества теплоты — калория (кал) или килокалория (ккал). Слово происходит от латинского калор — тепло, жар.
Дадим определение этой единице.
Калория — это количество теплоты, которое необходимо для нагревания $1 space г$ воды на $1 degree C$.
$1 space ккал = 1 000 space кал$.
$1 space кал = 4.19 space Дж approx 4.2 space Дж$,
$1 space ккал = 4 190 space Дж approx 4 200 space Дж approx 4.2 space кДж$.
$1 space Дж = 0.239 space кал approx 0.24 space кал$,
$1 space Дж = 0.000239 space ккал approx 0.00024 space ккал$.
Формулы по физике за 8 класс: основные разделы
В 8 классе школьники на уроках физики изучают следующие разделы:
- Тепловые явления.
- Электрические явления.
- Электромагнитные явления.
- Световые явления.
Рассмотрим подробно основные законы и формулы каждого из разделов. Дадим все необходимые пояснения к ним.
Тепловые явления
Определение
Явления, которые связаны с изменением температуры тела, приводящей к его нагреванию или охлаждению, называют тепловыми.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
В качестве примера можно привести нагревание и охлаждение воздуха, таяние льда, плавление металлов и др.
Закон сохранения энергии
Закон сохранения энергии постулирует, что в природе не происходит возникновения или исчезновения энергии. Энергия существует всегда, просто она превращается из одного вида в другой, передается от одного тела другому, и при этом ее значение сохраняется.
Уравнение, иллюстрирующее закон сохранения механической энергии, выглядит так:
(E_{k_1}+E_{p_1}=E_{k_2}+E_{p_2})
и означает следующее:
Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, которые находятся в замкнутой системе и взаимодействуют между собой силами тяготения и упругости, остается постоянной.
В данном уравнении (E_{k_1}) и (E_{k_2}) — кинетическая энергия тела, (E_{p_1}) и (E_{p_2}) — потенциальная энергия тела.
Полная механическая энергия (E) будет определяться по формуле:
(E=E_k+E_p)
где (E_k) — кинетическая энергия, (E_p) — потенциальная.
Формула вычисления количества теплоты
Внутренняя энергия тела может изменяться двумя путями:
- за счет совершения работы;
- без совершения работы, за счет теплопередачи.
Определение
Энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче, называется количеством теплоты.
Определяется по формуле:
(Q=ctimes mtimesleft(t_2-t_1right))
где Q — количество теплоты, измеряемое в джоулях, c — удельная теплоемкость, m — масса тела, (t_1) — начальная, (t_2) — конечная температуры.
Формула вычисления количества теплоты при сгорании топлива
Определение
Количеством теплоты при сгорании топлива называется величина, которая равняется количеству энергии, выделяемой при полном сгорании топлива.
Для определения количества теплоты при сгорании топлива необходимо знать удельную теплоту сгорания q — количество теплоты, которое выделяет 1 килограмм топлива при полном сгорании.
Формула выглядит так:
(Q=qtimes m)
где Q — количество теплоты при сгорании топлива, измеряется в джоулях, m — масса топлива.
Количество теплоты плавления (кристаллизации)
Определение
Количество теплоты плавления или кристаллизации — это физическая величина, которая показывает, какое количество теплоты необходимо для плавления тела при условии, что оно находится в условиях температуры плавления и нормальном атмосферном давлении.
Для определения количества теплоты плавления нужно знать удельную теплоту плавления (lambda) — величину, показывающую, какое количество теплоты необходимо дать кристаллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления полностью перевести его в жидкое состояние.
Количество теплоты плавления определяется по формуле:
(Q=lambdatimes m,)
Количество теплоты кристаллизации находят таким образом:
(Q=-lambdatimes m)
где Q — количество теплоты плавления или кристаллизации, измеряется в джоулях, m — масса тела.
Формула вычисления абсолютной влажности
Определение
Влажностью воздуха называется содержание водяного пара в атмосфере, которое возможно за счет непрерывного испарения воды с поверхности водоемов.
Абсолютная влажность (ρ) показывает плотность водяного пара, т.е. сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объемом 1 кубический метр при заданных условиях.
Вычисляется по формуле:
(p=frac mV)
где m — масса водяного пара в воздухе, V — объем воздуха.
Измеряется в (г/{м^3}).
Вычисление относительной влажности воздуха
Определение 6
Относительная влажность воздуха ((varphi)) — это отношение абсолютной влажности воздуха (ρ) к плотности насыщенного водяного пара при той же температуре ((ρ_0)), выражается в процентах.
Насыщение водяного пара зависит от:
- температуры;
- количества водяных паров;
- давления.
Соответственно, относительную влажность воздуха можно вычислить при помощи формулы:
(varphi=frac p{p_0}times100%)
КПД тепловой машины
С помощью коэффициента полезного действия (КПД) двигателя определяют экономичность различных тепловых двигателей.
Определение
КПД называется отношение совершенной двигателем полезной работы к энергии, полученной от нагревателя.
КПД двигателя находят по формуле:
(eta=frac{Q_1-Q_2}{Q_1}times100%)
где eta — КПД, выражается в процентах; (Q_1) — количество теплоты, полученное от нагревателя, (Q_2) — количество теплоты, отданное телом холодильнику.
Электрические явления
Раздел «Электрические явления» учебника 8-го класса рассматривает основные закономерности и параметры, характерные для работы электроцепей.
Закон Ома для участка цепи
В 1827 году немецкий физик Георг Ом вывел и доказал опытным путем зависимость силы тока от напряжения и сопротивления. Эта зависимость называется законом Ома и звучит так: сила тока на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорциональна его сопротивлению.
Формула, отражающая эту зависимость, выглядит так:
(I=frac UR)
где I — сила тока на участке цепи, измеряется в амперах, U — напряжение на участке электроцепи, R — сопротивление участка цепи.
Вычисление удельного сопротивления проводника
Зависимость сопротивления проводника от его размера и материала, из которого он изготовлен, впервые изучил Ом. Он доказал, что сопротивление прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от материала изготовления.
Зависимость сопротивления от материала изготовления проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1м^2 называют удельным сопротивлением вещества (p).
Сопротивление проводника определяем по формуле:
(R=frac{pl}S)
где R — сопротивление проводника, измеряется в омах, l — длина проводника, S — площадь сечения.
Законы последовательного соединения проводников
Следующие закономерности справедливы для последовательно соединенных проводников в любом количестве:
(I=I_1=I_2)
(U=U_1+U_2)
(R=R_1+R_2)
где (I_1, U_1, R_1) — сила тока, напряжение и сопротивление на одном участке цепи, (I_2, U_2, R_2) — сила тока, напряжение и сопротивление на другом участке цепи.
Сила тока измеряется в амперах, напряжение — в вольтах, сопротивление — в омах.
Законы параллельного соединения проводников
Для параллельного соединения действуют следующие закономерности:
(I=I_1+I_2)
(U=U_1=U_2)
(R=frac{R_1times R_2}{R_1+R_2})
где (I_1, U_1, R_1)1 — сила тока, напряжение и сопротивление первого участка цепи, (I_2, U_2, R_2) — сила тока, напряжение и сопротивление второго участка цепи.
Единицы измерения основных характеристик электроцепи одинаковые при последовательном и параллельном соединениях.
Вычисление величины заряда
Определение
Электрический заряд (q) — это физическая величина, которая описывает особенность частиц или тел выступать источником электромагнитных полей и участвовать в электромагнитном взаимодействии.
Измеряется в кулонах, вычисляется по формуле:
(q=Itimes t, )
где I — сила, t — время прохождения тока.
Нахождение работы электрического тока
Определение
Работа электрического тока — это физическая величина, которая показывает, какая работа была совершена электрическим полем при перемещении зарядов по проводнику.
Работа электрического тока обозначается символом A, измеряется в джоулях, рассчитывается по формуле:
(A=Utimes Itimes t)
где I — сила тока в проводнике, U — напряжение на концах проводника, t — время протекания тока через проводник.
Формула электрической мощности
Определение
Мощность электротока — это величина, которая измеряется в ваттах и показывает, какую работу совершает ток за единицу времени.
Для вычисления мощности тока верно следующее уравнение:
(P=Itimes U)
где I — сила тока на участке цепи, U — электрическое напряжение.
Закон Джоуля-Ленца
Закон Джоуля-Ленца — закон физики, который дает количественную оценку теплового действия электрического тока. Открыт в 1841 и 1842 году независимо друг от друга Джеймсом Джоулем и Эмилием Ленцем.
Уравнением этот закон выражается так:
(Q=I^2times RtimesDelta t)
где Q — количество теплоты, выделяемое за время ((Delta t)), в течение которого ток течет в проводнике, измеряется в джоулях, I — сила тока в проводнике, R — сопротивление проводника.
Электромагнитные явления
Раздел «Электромагнитные явления» разбирает физические процессы, которые связаны с электрическим током и образующимся вокруг него магнитным полем.
Правило правой руки
Определение
Если обхватить проводник с током ладонью правой руки и направить большой палец, отставленный на 90 градусов по направлению силы тока в проводнике, оставшиеся четыре пальца покажут направление линий магнитного поля проводника.
Правило буравчика
Световые явления
В разделе «Световые явления» рассматривается свет, его источники и распространение в пространстве, а также основные физические законы, согласно которым свет распространяется в среде. Рассмотрим подробнее каждый из них.
Закон отражения света
Закон отражения света от зеркальной поверхности звучит так: падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром, который проведен к границе раздела двух сред в точке падения луча.
Угол падения alpha равен углу отражения (beta):
(<alpha=<beta)
Закон преломления
Определение
Преломлением света называется изменение направления светового луча на границе сред при переходе его из одной среды в другую.
Законы преломления света:
- Лучи, падающий и отраженный, лежат в одной плоскости с перпендикуляром, который проведен к границе раздела двух сред в точке падения луча.
- Угол преломления может быть меньше или больше угла падения — в зависимости от того, из какой среды и в какую луч переходит.
Закон открыл в 1621 году голландский математик В. Снеллиус.
Вычисление абсолютного и относительного показателя преломления вещества
Определение
Абсолютный показатель преломления вещества (n) — это показатель преломления вещества относительно вакуума.
Он показывает, во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в среде.
Определяется по формуле:
(n=frac cv)
где c — скорость света в вакууме, v — скорость света в данной среде.
Относительный показатель преломления вещества показывает, во сколько раз скорость света в первой среде отличается от скорости во второй среде.
Оптическая сила линзы
Определение
Линзы — это прозрачные тела, созданные для управления световыми лучами с помощью изменения их направления, которые представляют собой ограниченные с двух сторон сферические поверхности.
Линзы характеризует величину, которую называют оптической силой линзы, измеряется в диоптриях (D).
Оптическая сила линзы обратно пропорциональна фокусному расстоянию линзы (F) и рассчитывается по формуле:
(D=frac1F)
1 диоптрия — это оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой составляет 1 м.
Примеры задач с решением
Рассмотрим варианты самых распространенных задач с решениями.
Задачи из раздела «Тепловые явления»
Задача на вычисление количества теплоты
Задача
Какое количество теплоты отдаст стакан горячего чая массой 200 грамм и температурой 90 градусов, остыв до 20 градусов?
Решение:
(Q=4200*0,2*(20-90)=-58800 Дж.)
Задача на вычисление количества теплоты при сгорании топлива
Задача
Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 300 гр керосина?
(q керосина = (4,6*10^7) Дж/кг).
Решение:
(Q=4,6*10^7*0,3=1,38*10^7=13,8*10^6 )Дж.
Задача на вычисление абсолютной влажности
Задача
Какой будет абсолютная влажность воздуха, если относительная влажность равна 50% при температуре 20 градусов?
Решение:
Смотрим в таблице, сколько пара может содержаться при температуре 20 градусов. Обнаруживаем значение 17 г. Так как у нас относительная влажность равна 50%, необходимо 17 / 2, получаем 8,5 г/м3. Абсолютная влажность равна 8,5 г/м3.
Задача на вычисление относительной влажности воздуха
Задача
Какой будет относительная влажность при том условии, что при температуре 30 градусов в воздухе содержалось 17 г воды?
Решение:
(varphi=17*100/30=56%)
Задача на вычисление КПД тепловой машины
Задача
Какой КПД у теплового двигателя, который совершил полезную работу 70 кДж, если при полном сгорании топлива выделилась энергия 200 кДж?
Решение:
(eta=70/200*100%=35%)
Задачи из раздела «Электрические явления»
Задача на вычисление удельного сопротивления проводника
Задача
Чему будет равно сопротивление проводника, в котором течет ток силой 600 мА при напряжении на концах 1,2 кВ?
Решение:
(R=1200/0,6=200 Ом.)
Задача на вычисление величины заряда
Задача
Через поперечное сечение проводника за 0,5 часа проходит заряд 2 700 кулонов. Какой будет сила тока в цепи?
Решение:
0,5 часа=1800 с.
(I=2700/1800=1,5 А. )
Задача на нахождение работы эл. тока
Задача
Какую работу совершает электрический ток за 10 минут работы утюга с сопротивлением, равным 80 Ом, и работающим от сети с напряжением 220 В?
Решение:
(А=220^2/80*600=363000 )Дж.
Задачи из раздела «Электромагнитные явления»
Для решения задач по правилам правой руки и буравчика, важно знать условные обозначения:
Задачи из раздела «Световые явления»
Задача на вычисление абсолютного показателя преломления вещества
Расчет оптической силы линзы
Задача
Какой будет оптическая сила линз объектива фотоаппарата, если его фокусное расстояние составляет 58 мм?
Решение:
58 мм=0,058 м.
(D=1/0,058=17,24 дптр.)






















