Качественная задача

Электрические вакуумные лампы накаливания со спиральной вольфрамовой нитью накала имеют довольно ограниченный срок службы, обычно не превышающий 1000 часов. В процессе длительной работы на внутренней поверхности стеклянной колбы лампы появляется черный налет. Лампы, проработавшие довольно долго, обычно перегорают в момент включения, когда на них подается напряжение.

Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, причину образования налета на стенках колбы и перегорание ламп в момент их включения.

Вакуумные лампочки накаливания имеют весьма ограниченный срок службы. Если они уже долго светили, то их стеклянные баллоны постепенно покрываются изнутри черным налетом, а перегорают они чаще всего в момент включения в сеть. Объясните указанные факты, указав, какие физические явления и законы вы использовали.

Электрическая схема состоит из источника постоянной ЭДС с некоторым внутренним сопротивлением, реостата, вольтметра, амперметра и ключа (см. рис.). Ключ замыкают. Что произойдет с показаниями вольтметра и амперметра при перемещении ползунка реостата в крайнее левое положение? Вольтметр и амперметр считать идеальными.

В камере, из которой откачан воздух, создали электрическое поле напряженностью $\vec{E}$ и магнитное поле индукцией $\vec{B}$. Поля однородные, $\vec{E}\perp\vec{B}$. В камеру влетает электрон $e$, вектор скорости которого перпендикулярен $\vec{E}$ и $\vec{B}$, как показано на рисунке. Модули напряженности электрического поля и индукции магнитного поля таковы, что электрон движется прямолинейно. Как изменится начальный участок траектории электрона, если его скорость увеличить? Ответ поясните, указав, какие явления и законы вы использовали для объяснения.

Если потереть шерстью эбонитовую палочку, то она электризуется, приобретая отрицательный заряд, и стрелка электрометра при поднесении палки к его шару отклоняется, а при удалении палки  — возвращается к неотклоненному состоянию. Если же в момент поднесения наэлектризованной палки к электрометру коснуться рукой его металлического корпуса и сразу же убрать руку, то после удаления палки отклонение стрелки сохраняется, хотя и меньшее по величине.

Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, почему это происходит.

Электрометр (см. рис.) представляет собой металлический цилиндрический корпус, передняя и задняя стенки которого стеклянные. Корпус закреплен на изолирующей подставке. Через изолирующую втулку внутрь корпуса сверху входит металлическая трубка, заканчивающаяся внизу стержнем с установленной на нем легкоподвижной стрелкой, отклонение которой определяется величиной заряда. Стрелка может вращаться вокруг горизонтальной оси. Внутри корпуса установлена шкала электрометра, по которой определяется отклонение стрелки. Снаружи корпуса, наверху трубки прикрепляется металлический шар или тарелка, к которой подносят заряженные тела.

На графике представлена зависимость средней кинетической энергии молекул постоянного количества молей одноатомного идеального газа от объёма газа. Как изменяются температура и давление газа в процессах 1-2 и 2-3? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Постоянное количество одноатомного идеального газа участвует в процессе $1 - 2 - 3 - 4$, график которого изображён на рисунке в координатах $p - V$, где $p$ — давление газа, $V$ — объём газа. Определите, получает газ теплоту или отдаёт в процессах $1 - 2$ и $2 - 3$. Ответ поясните, опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики.

На $VT$-диаграмме показано, как изменялись объём и температура некоторого постоянного количества разреженного газа при его переходе из начального состояния 1 в состояние 4. Как изменялись давление $p$ и внутренняя энергия $U$ на каждом из трёх участков 1--2, 2--3, 3--4: увеличивалось, уменьшалось или же оставалось неизменным? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

На графике представлена зависимость давления $p$ постоянного количества молей одноатомного идеального газа от плотности газа $\rho$. Опишите, как изменяются объём $V$ и температура $T$ газа в процессах 1--2 и 2--3. Укажите, какие закономерности Вы использовали для объяснения.

Один моль гелия участвует в циклическом процессе 1-2-3, график которого изображен на рисунке в координатах $V-T$, где $V$ — объем газа, $T$ — абсолютная температура. Постройте график цикла в координатах $p-V$, где $p$ — давление газа, $V$ — объем газа. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, сравните модуль работы газа в процессе 2-3 и модуль работы внешних сил в процессе 3-1.

На графике представлена зависимость объёма постоянного количества молей одноатомного идеального газа от средней кинетической энергии теплового движения молекул газа. Опишите, как изменяются давление и температура газа в процессах 1-2 и 2-3. Укажите, какие закономерности Вы использовали для объяснения.

На VT-диаграмме показано, как изменялись объём и температура некоторого постоянного количества разреженного газа при его переходе из начального состояния 1 в состояние 4. Как изменялись давление газа $p$ и средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа $\overline{E_k}$ на каждом из трёх участков 1-2, 2-3, 3-4: увеличивалось, уменьшалось или же оставалось неизменным? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

Условие: Один моль разреженного аргона участвует в процессе, график которого изображён на рисунке в координатах $p - \rho$, где $p$ – давление газа, $\rho$ – плотность газа. Определите, получает газ теплоту или отдаёт в процессах 1–2 и 2–3. Ответ поясните, опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики.

На Pn-диаграмме показано, как изменялись давление и концентрация некоторого постоянного количества разреженного газа при его переходе из начального состояния 1 в состояние 4. Как изменялись объём газа $V$ и температура $T$ на каждом из трёх участков 1-2, 2-3, 3-4: увеличивалось, уменьшалось или же оставалось неизменным? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

Постоянная масса разреженного азота участвует в процессе 1-2-3-4, график которого изображён на рисунке в координатах $p-\rho$, где $p$ -- давление газа, $\rho$ -- плотность молекул газа. Опираясь на законы молекулярной физики, объясните, как изменяются в ходе процессов 1-2-3-4 абсолютная температура газа $T$ и объём газа $V$.

Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1-2-3-4, график которого изображён на рисунке в координатах $p - V$, где $p$ - давление газа, $V$ - объём газа. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, объясните, получает или отдаёт газ положительное количество теплоты в процессах 1-2, 2-3 и 3-4.