יישום החוק הראשון של התרמודינמיקה בכמה תהליכים תרמודינמיים (איזוברי איזותרמי איזוכורי)

30 יישום החוק הראשון של התרמודינמיקה בכמה תהליכים תרמודינמיים (איזוברי איזותרמי איזוכורי) 1. הגרף שלהלן מציג את המחזור התרמודינמי שחווה גז. העבודה שמבצע הגז בתהליך ABCD היא ... ידוע: לחץ 1 (P1) = 2 x 105 Pa לחץ 2 (P2) = 4 x 105 ... קרא עוד

החוק הראשון של התרמודינמיקה - בעיות ופתרונות

30 החוק הראשון של התרמודינמיקה - בעיות ופתרונות 1. 3000 ג'ול של חום מתווספים למערכת ו-2500 ג'ול של עבודה נעשית על ידי המערכת. מהו השינוי באנרגיה הפנימית של המערכת? ידוע: חום (Q) = +3000 ג'אול עבודה (W) = +2500 ג'אול רצוי: השינוי ... קרא עוד

תיאוריה קינטית של גזים - בעיות ופתרונות

1. אני מעביר גזים במיכל סגור, בעלי נפח התחלה V ולחץ P. אם הלחץ הסופי הוא 4P והנפח נשמר קבוע, מהו היחס בין האנרגיה הקינטית ההתחלתית לאנרגיה הקינטית הסופית?

ידוע:

לחץ התחלתי (P1 ) = P

לחץ סופי (P² ) = 4P

נפח התחלתי (V1 ) = V

נפח סופי (V² ) = V

מבוקש: היחס בין האנרגיה הקינטית ההתחלתית לאנרגיה הקינטית הסופית ( KE1 : KE2 )

פתרון:

הקשר בין לחץ (P), נפח (V) ואנרגיה קינטית (KE) של גזים אידיאליים :

תורת הגזים הקינטית - בעיות ופתרונות 18

היחס בין האנרגיה הקינטית ההתחלתית לאנרגיה הקינטית הסופית:

תורת הגזים הקינטית - בעיות ופתרונות 19

[IRP]

2. מהי האנרגיה הקינטית הממוצעת של מולקולות בגז אידיאלי בטמפרטורה של 57 מעלות צלזיוס.

ידוע:

טמפרטורת הגז (T) = 57 מעלות צלזיוס + 273 = 330 קלווין

קבוע בולצמן (k) = 1.38 x 10-23 ג'אול /קלווין

מבוקש: אנרגיית הקינטית הממוצעת של התרגום

פתרון:

הקשר בין אנרגיה קינטית (KE) לטמפרטורת הגז (T):

תורת הגזים הקינטית - בעיות ופתרונות 3

אנרגיית הקינטית הממוצעת של התרגום:

תורת הגזים הקינטית - בעיות ופתרונות 4

[IRP]

3. גז בטמפרטורה של 27 מעלות צלזיוס במיכל סגור . אם האנרגיה הקינטית של הגז עולה פי 2 מהאנרגיה הקינטית ההתחלתית, הטמפרטורה הסופית של הגז היא...

ידוע:

טמפרטורה התחלתית (T1 ) = 27 מעלות צלזיוס + 273 = 300 קלווין

אנרגיה קינטית התחלתית = KE

אנרגיה קינטית סופית = 4 K E

מבוקש: הטמפרטורה הסופית ( T2 )

פתרון:

תורת הגזים הקינטית - בעיות ופתרונות 5

[IRP]

4. גז אידיאלי נמצא במיכל סגור, מחומם כך שהמהירות הממוצעת הסופית של חלקיקי הגז עולה פי 3 מהמהירות הממוצעת ההתחלתית. אם טמפרטורת הגז ההתחלתית היא 27 מעלות צלזיוס, אז הטמפרטורה הסופית של הגז האידיאלי היא...

ידוע:

טמפרטורה התחלתית = 27 מעלות צלזיוס + 273 = 300 קלווין

מהירות התחלתית = v

מהירות סופית = 2v

מבוקש : הטמפרטורה הסופית של גז אידיאלי

פתרון:

תורת הגזים הקינטית - בעיות ופתרונות 20

המהירות הממוצעת הסופית = פי 2 מהמהירות הממוצעת ההתחלתית

תורת הגזים הקינטית - בעיות ופתרונות 7

[IRP]

5. שלושה מולים של גז נמצאים במרחב בנפח 36 ליטר. לכל מולקולת גז יש אנרגיה קינטית של 5 x 10⁻⁹ ג'אול . קבוע הגז האוניברסלי = 8.315 ג'אול/מול.קלווין וקבוע בולצמן = 1.38 x 10⁻⁹ ג'אול /קלווין. מהו לחץ הגז במיכל?

ידוע:

מספר מולים (n) = 3 מולים

נפח = 36 ליטר = 36 דצמ"ק = 36 x 10-3 מ"ק

קבוע בולצמן (k) = 1.38 x 10-23 ג'ול / קלווין

אנרגיה קינטית (KE) = 5 x 10 –21 ג'אול

קבוע גז אוניברסלי (R) = 8.315 ג'ול/מול.K

דרוש : לחץ גז (P)

פתרון:

חשב את הטמפרטורה באמצעות משוואת האנרגיה הקינטית של גז.

תורת הגזים הקינטית - בעיות ופתרונות 8

חשב את לחץ הגז באמצעות משוואת חוק הגזים האידיאליים (במספר מולים, n):

PV = n RT

P (36 x 10-3 ) = (3)(8.315)(241.5)

P (36 x 10-3 ) = 6024.22

תורת הגזים הקינטית - בעיות ופתרונות 9

לחץ הגז הוא 1.67 x 105 פסקל או 1.67 אטמוספרות.

קראו עוד

חוק הגז האידיאלי - בעיות ופתרונות

1. אני מעביר גזים במיכל סגור , נפחם התחלתי V וטמפרטורהם T. הטמפרטורה הסופית היא 5/4T והלחץ הסופי הוא 2P. מהו הנפח הסופי של הגז?

ידוע:

נפח התחלתי (V1 ) = V

טמפרטורה התחלתית (T1 ) = T

טמפרטורה סופית (T2 ) = 5/4 T

לחץ התחלתי (P1 ) = P

לחץ סופי (P² ) = 2P

מבוקש: כרך סופי (V 2 )

פתרון:

חוק הגזים האידיאלי - בעיות ופתרונות 1

[IRP]

2. קבע את הנפח של 2.00 מול של גזים (גז אידיאלי) בטמפרטורה ולחץ סטנדרטיים (STP). STP = טמפרטורה ולחץ סטנדרטיים.

ידוע:

מולים של גז (n) = 2 מולים של קרח

טמפרטורה סטנדרטית (T) = 0 מעלות צלזיוס = 0 + 273 = 273 קלווין

לחץ סטנדרטי (P) = 1 אטמוספרה = 1.013 x 105 פאסל

קבוע גז אוניברסלי (R) = 8.315 ג'ול/מול e .Kelvin

מבוקש : נפח גזים (V)

פתרון:

משוואת חוק הגז האידיאלי (במספר מולים, n)

חוק הגזים האידיאלי - בעיות ופתרונות 2

נפחם של 2 מולים של גז הוא 44.8 ליטר.

נפחו של מול אחד של גז הוא 45.4 ליטר / 2 = 22.4 ליטר.

נפחו של מול אחד של כל גז הוא 22.4 ליטר.

[IRP]

3. ל-4 ליטר של גז חמצן יש טמפרטורה של 27 מעלות צלזיוס ולחץ של 2 אטמוספרות (אטמוספרה אחת = 10⁻¹ פסקל) במיכל סגור. קבוע הגז האוניברסלי (R) = 8.314 ג'ול מולקולות e⁻¹ .K⁻¹ ומספר אבוגדרו ( NA ) = 6.02 x 10⁻¹ מולקולות / מול e . מהן מולקולות גזי החמצן במיכל?

ידוע:

נפח גזים (V) = 4 ליטר = 4 dm³ = 4 x 10-3 m³

טמפרטורת גזים (T) = 27 מעלות צלזיוס = 27 + 273 = 300 קלווין

לחץ גזים (P) = 2 אטמוספרות = 2 x 105 פאסל

קבוע גז אוניברסלי (R) = 8.314 ג'ול מול e −1 .K −1

מספר אבוגדרו (N A ) = 6.02 x 10^ 23

מבוקש : מהן מולקולות גזי החמצן במיכל (N)

פתרון:

חוק הגזים האידיאלי - בעיות ופתרונות 3

במול אחד של גזי חמצן, יש 1.93 x 1023 מולקולות חמצן.

[IRP]

4. מיכל המכיל גז ניאון (Ne, מסה אטומית = 20 u) בטמפרטורה ולחץ סטנדרטיים (STP ) הוא בנפח של 2 מ"ק . קבע את המסה של גז הניאון!

ידוע:

מסה אטומית של ניאון = 20 גרם/מול e = 0,02 ק"ג/מול e

טמפרטורה סטנדרטית (T) = 0 מעלות צלזיוס = 273 קלווין

לחץ סטנדרטי (P) = 1 אטמוספרה = 1.013 x 105 פסקל

נפח (V) = 2 מ"ק

מבוקש : מסה (מ"ר) של גז ניאון

פתרון:

בטמפרטורה ולחץ סטנדרטיים (STP), 1 מולe של כל גזים, כולל גז ניאון, יש נפח 22.4 ליטרs = 22.4 דצימטר3 = 0.0448 מ '3.

חוק הגזים האידיאלי - בעיות ופתרונות 4

בנפח של 2 מ"ק יש 44.6 מולים של גז ניאון.

המסה האטומית היחסית של גז ניאון היא 20 גרם/מול.

משמעות הדבר היא שבמול אחד יש 20 גרם או 0.02 ק"ג של גז ניאון. מכיוון שבמול אחד יש 0.02 ק"ג של גז ניאון, אז ב-44.6 מול יש 44.6 מולים x 0.02 ק"ג/מול = 0.892 ק"ג = 892 גרם של גז ניאון.

קראו עוד

חוק גיי-לוסאק (נפח קבוע) – בעיות ופתרונות

1. אני עוסק בגזים בעלי לחץ ראשוני P וטמפרטורה T. הגז עובר תהליך איזוכורי כך שהלחץ הסופי הופך פי 4 מהלחץ ההתחלתי. מהי הטמפרטורה הסופית של הגז?

ידוע:

לחץ התחלתי (P1 ) = P

לחץ סופי (P² ) = 2P

טמפרטורה התחלתית (T1 ) = T

מבוקש: טמפרטורה סופית ( T2 )

פתרון:

נוסחת חוק גיי-לוסאק :

חוק גיי-לוסאק (נפח קבוע) - בעיות ופתרונות 1

הטמפרטורה הסופית הופכת פי 4 מהטמפרטורה ההתחלתית.

[IRP]

2. במיכל סגור, גזים אידיאליים הם בטמפרטורה התחלתית של 27 מעלות צלזיוס. אם הלחץ הסופי הופך להיות פי 2 מהלחץ ההתחלתי, מהי הטמפרטורה הסופית?

ידוע:

לחץ התחלתי (P1 ) = P

לחץ סופי (P² ) = 2P

טמפרטורה התחלתית (T1 ) = 27 מעלות צלזיוס + 273 = 300 קלווין

מבוקש: טמפרטורה סופית ( T2 )

פתרון:

חוק גיי-לוסאק (נפח קבוע) - בעיות ופתרונות 2

[IRP]

3. צמיג מתמלא ללחץ מד של 2 אטמוספרות בטמפרטורה של 27 מעלות צלזיוס. לאחר נסיעה, הטמפרטורה בתוך הצמיג עולה ל-47 מעלות צלזיוס. מהו הלחץ בתוך הצמיג כעת?

ידוע:

לחץ אטמוספרי = 1 אטמוספרה = 1 x 105 פאסל

לחץ המדידה ההתחלתי = 2 אטמוספרות = 2 x 105 פאסל

הלחץ המוחלט ההתחלתי (P1 ) = 1 אטמ' + 2 אטמ' = 3 אטמ' = 3 x 105 פאסל

הטמפרטורה ההתחלתית (T1 ) = 27 מעלות צלזיוס + 273 = 300 קלווין

הטמפרטורה הסופית (T1 ) = 47 מעלות צלזיוס + 273 = 320 קלווין

מבוקש: טמפרטורת המדידה הסופית

פתרון:

חוק גיי-לוסאק (נפח קבוע) - בעיות ופתרונות 3

לחץ המדידה הסופי = לחץ מוחלט סופי - לחץ אטמוספרי

לחץ המדידה הסופי = 3.2 אטמוספרות - 1 אטמוספרה

לחץ המדידה הסופי = 2.2 אטמוספרות

קראו עוד

חוק צ'ארלס (לחץ קבוע) – בעיות ופתרונות

1. במיכל סגור, הגז מתפשט כך שהנפח הסופי שלו גדול פי 3 מהנפח ההתחלתי (V = נפח התחלתי, T = טמפרטורה התחלתית ). מהי הטמפרטורה הסופית?

ידוע:

נפח התחלתי (V1 ) = V

נפח סופי (V² ) = 3V

טמפרטורה התחלתית (T1 ) = T

מבוקש: טמפרטורה סופית ( T2 )

פתרון:

נוסחת חוק צ'ארלס :

חוק צ'ארלס (לחץ קבוע) - בעיות ופתרונות 1

הטמפרטורה הסופית של הגזים הופכת פי 3 מהטמפרטורה ההתחלתית.

[IRP]

2. אני עוסק בגזים בעלי נפח ראשוני V וטמפרטורה T. אם הגז עובר תהליך איזוברי כך שהטמפרטורה שלו תהיה גדולה פי 2 מהטמפרטורה הראשונית, אז הנפח הסופי של הגזים הוא...

ידוע:

נפח התחלתי (V1 ) = V

טמפרטורה התחלתית (T1 ) = T

טמפרטורה סופית (T² ) = 2T

מבוקש: כרך סופי (V 2 )

פתרון:

חוק צ'ארלס (לחץ קבוע) - בעיות ופתרונות 2

הנפח הסופי של הגזים הופך להיות פי 2 מהנפח ההתחלתי.

[IRP]

3. במיכל סגור, לגזים אידיאליים יש בתחילה נפח של 2 ליטר וטמפרטורה של 27 מעלות צלזיוס. אם הנפח הסופי של הגזים הופך ל-3 ליטר, אז הטמפרטורה הסופית היא...

ידוע:

נפח התחלתי (V1 ) = 2 ליטר = 2 dm3 = 2 x 10-3 m3

נפח סופי (V² ) = 3 ליטר = 3 dm³ = 3 x 10⁻³ מ"ק

טמפרטורה התחלתית (T1 ) = 27 מעלות צלזיוס + 273 = 300 קלווין

מבוקש: טמפרטורה סופית ( T2 )

פתרון:

חוק צ'ארלס (לחץ קבוע) - בעיות ופתרונות 3

הטמפרטורה הסופית היא 177 מעלות צלזיוס או 177 + 273 = 450 קלווין.

קראו עוד

חוק בויל (טמפרטורה קבועה) – בעיות ופתרונות

1. לחלק מהגזים האידיאליים יש לחץ ראשוני P ונפח V. אם הגז עובר תהליך איזותרמי כך שהלחץ הסופי הופך פי 4 מהלחץ הראשוני, אז הנפח הסופי של הגז הוא...

ידוע:

לחץ התחלתי (P1 ) = P

לחץ סופי (P² ) = 4P

נפח התחלתי (V1 ) = V

מבוקש: כרך סופי (V 2 )

פתרון:

נוסחת חוק בויל :

PV = קבוע

P1V1 = P2V2​​​​​

(P)(V) = (4P)( V² )

וולט = 4 וולט 2

V2 = V / 4 = ¼ V

הנפח הסופי של הגזים הוא פי ¼ מהנפח ההתחלתי.

[IRP]

2. במיכל סגור, הגז מתפשט כך שהנפח הסופי שלו גדול פי 2 מהנפח ההתחלתי (V = נפח התחלתי, P = לחץ התחלתי). הלחץ הסופי של הגזים הוא...

ידוע:

לחץ התחלתי (P1 ) = P

נפח התחלתי (V1 ) = V

נפח סופי (V² ) = 2V

מבוקש : לחץ סופי (P 2 )

פתרון:

P1V1 = P2V2​​​​​

PV = P² ( 2V )

P = P² ( 2 )

P2 = P / 2 = ½ P

לחץ הגז הופך פי חצי מהלחץ ההתחלתי.

[IRP]

3. במיכל סגור, גזים בעלי לחץ של 2 אטמוספרות ונפח של ליטר אחד. אם לחץ הגז הופך ל-4 אטמוספרות אז נפח הגז הופך...

ידוע:

לחץ התחלתי (P1 ) = 2 אטמוספרות = 2 x 105 פאסל

לחץ סופי (P2 ) = 4 אטמוספרות = 4 x 105 פאסל

נפח התחלתי (V1 ) = 1 ליטר = 1 דצימטר³ = 1 x 10-3 מ"ק

מבוקש : כרך סופי (V 2 )

פתרון:

P1V1 = P2V2​​​​​

( 2 x 10⁻⁴ ) ( 1 x 10⁻⁴ ) = (4 x 10⁻⁴ ) V₂

( 1)(1 x 10-3 ) = (2 ) V2

1 x 10-3 = (2) V2

V2 = ½ x 10-3

V2 = 0.5 x 10-3 מ"ק = 0.5 דימטר³ = 0.5 ליטר מ"ק

קראו עוד

קבלים בטור ובמקביל - בעיות ופתרונות

1. שלושה קבלים, C1 = 2 μF, C2 = 4 μF, C3 = 4 μF, מחוברים בטור ובמקביל . קבע את הקיבול של קבל בודד שיהיה לו את אותה ההשפעה כמו השילוב.

קבלים בטור ובמקביל - בעיות ופתרונות 1ידוע:

קבל C1 = 2 מיקרו - פרנהייט

קבל C2 = 4 מיקרון פרנהייט

קבל C3 = 4 מיקרון פרנהייט

מבוקש: הקיבול המקביל (C)

פתרון:

הקבלים C2 ו- C3 מחוברים במקביל. הקיבול המקביל :

C P = C 2 + C 3 = 4 + 4 = 8 μ F

הקבלים C1 ו- Cp מחוברים בטור. הקיבול המקביל :

1/C = 1/C 1 + 1/ C P = 1/2 + 1/8 = 4/8 + 1/8 = 5/8

C = 8/5 מיקרון פרנהייט

[IRP]

2. חמישה קבלים, C1 = 2 μF, C2 = 4 μF, C3 = 6 μF, C4 = 5 μF, C5 = 10 μF, מחוברים בטור ובמקביל. קבע את הקיבול של קבל בודד שיהיה לו את אותה ההשפעה כמו השילוב.

ידוע:

קבלים בטור ובמקביל - בעיות ופתרונות 2קבל C1 = 2 μF

קבל C2 = 4 מיקרון פרנהייט

קבל C3 = 6 מיקרון פרנהייט

קבל C4 = 5 מיקרון פרנהייט

קבל C5 = 10 מיקרון פרנהייט

מבוקש: הקיבול המקביל (C)

פתרון:

הקבלים C2 ו- C3 מחוברים במקביל. הקיבול המקביל :

CP = C2 + C3​

CP = 4 + 6

CP = 10 מיקרו פרנהייט

הקבלים C1 , C P , C4 ו-C5 מחוברים בטור. הקיבול המקביל :

1/C = 1/C 1 + 1/ C P + 1/ C 4 + 1/ C 5

1 / C = 1/2 + 1/10 + 1/5 + 1/10

1/C = 5/10 + 1/10 + 2/10 + 1/10

1/C = 9/10

C = 10/9 מיקרון פרנהייט

[IRP]

3 ג1 = 3 μFC2 = 4 μו C3 = 3 μF, מחוברים בטור ובמקביל. קבע את אנרגיה חשמלית על מעגלים.

ידוע:

קבל C1 = 3 μFקבלים בטור ובמקביל - בעיות ופתרונות 3

קבל C2 = 4 מיקרון פרנהייט

קבל C3 = 3 מיקרון פרנהייט

מבוקש: הקיבול המקביל (C)

פתרון:

הקבלים C2 ו- C3 מחוברים במקביל. הקיבול המקביל :

CP = C2 + C3​

CP = 4 + 3

CP = 7 מיקרו פרנהייט

הקבלים C1 ו- C P מחוברים בטור. הקיבול המקביל :

1/C = 1/C 1 + 1/ C P

1/C = 1/3 + 1/7

1/C = 7/21 + 3/21

1/C = 10/21

ג = 21/10

C = 2.1 מיקרון פרנהייט

C = 2.1 x 10-6 F

האנרגיה החשמלית במעגלים:

E = ½ CV 2

E = ½ ( 2.1 x 10-6 )(12 2 )

E = ½ (2.1 x 10-6 ) (144)

E = (2.1 x 10-6 ) (72)

E = 151.2 x 10-6 ג'אול

E = 1.5 x 10-4 ג'אול

קראו עוד

קבלים בטור - בעיות ופתרונות

1. ארבעה קבלים, C1 = 2 μF, C2 = 1 μF, C3 = 3 μF, C4 = 4 μF, מחוברים בטור . קבע את הקיבול של קבל בודד שיהיה לו את אותה ההשפעה כמו השילוב.

ידוע:

קבל C1 = 2 מיקרון פרנהייט

קבל C2 = 1 מיקרון פרנהייט

קבל C3 = 3 מיקרון פרנהייט

קבל C3 = 4 מיקרון פרנהייט

מבוקש: הקיבול המקביל

פתרון:

הקיבול המקביל:

1/C = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3 + 1/C 4

1/C = 1/2 + 1/1 + 1/3 + 1/4

1/C = 6/12 + 12/12 + 4/12 + 3/12

1/C = 25/12

ג = 12/25

ג = 0.48

הקיבול המקביל של השילוב כולו הוא 0.48 מיקרופרנהייט.

[IRP]

2. קבע את המטען על קבל C1 אם הפרש הפוטנציאלים בין P ו- Q הוא 12 וולט…

קבלים בטור - בעיות ופתרונות 1ידוע:

קבל C1 = 20 מיקרו - פרנהייט = 20 x 10-6 פרנהייט

קבל C2 = 20 מיקרו - פרנהייט = 20 x 10-6 פרנהייט

הפרש פוטנציאלים (V) = 12 וולט

מבוקש: המטען על קבל C1 ( Q1 )

פתרון:

הקיבול המקביל:

1/C = 1/C1 + 1 / C2

1/C = 1/10 + 1/20 = 2/20 + 1/20 = 3/20

C = 20/3 μ F = (20/3) x 10-6 F

מטען חשמלי על הקבל המקביל:

Q = (C)(V) = (20/3)(12 )( 10-6 ) = 80 x 10-6 C

Q = 80 מיקרון ג

קבלים מחוברים בטור כך שמטען חשמלי על הקבלים המקבילים = מטען חשמלי על קבל C1 = מטען חשמלי על קבל C2.

המטען החשמלי על קבל C1 הוא 80 מיקרוצלזיוס.

[IRP]

3. שני קבלים, C1 = 2 μF ו-C2 = 4 μF, מחוברים בטור. הקבלים טעונים. הפרש הפוטנציאלים על קבל C1 הוא 2 וולט. המטען החשמלי על קבל C2 הוא ...

ידוע:

C apa c itor C 1 = 2 μ F = 2 x 10 -6 F

C apa c itor C 2 = 4 μ F = 4 x 10 -6 F

הפרש הפוטנציאלים על קבל C1 ( V1 ) = 2 וולט

מבוקש : מטען חשמלי על קבל C2.

פתרון:

מטען חשמלי על קבל C1 :

ש 1 = C 1 V 1 = (2 x 10-6 )(2) = 4 x 10-6 C

Q1 = 4 מיקרון צלזיוס

קבלים מחוברים בטור כך שמטען חשמלי על קבל C1 = מטען חשמלי על קבל C2.

המטען על קבל C2 הוא 4 מיקרוצלזיוס.

קראו עוד

קבלים במקביל - בעיות ופתרונות

1. ארבעה קבלים , C1 = 2 μF, C2 = 1 μF, C3 = 3 μF, C4 = 4 μF, מחוברים במקביל. קבע את הקיבול של קבל בודד שיהיה לו את אותה ההשפעה כמו השילוב.

ידוע:

קבל C1 = 2 מיקרון פרנהייט

קבל C2 = 1 מיקרון פרנהייט

קבל C3 = 3 מיקרון פרנהייט

קבל C3 = 4 מיקרון פרנהייט

מבוקש: הקיבול המקביל

פתרון:

הקיבול המקביל:

C = C1 + C2 + C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

הקיבול המקביל של השילוב כולו הוא 9 מיקרופרנהייט.

[IRP]

2. קבע את המטען על קבל C2 אם הפרש הפוטנציאלים בין נקודות A ו-B הוא 9 וולט…

קבלים במקביל - בעיות ופתרונות 1

ידוע:

C apa c itor C 1 = 20 μ F = 20 x 10 -6 F

C apa c itor C 2 = 30 μ F = 30 x 10 -6 F

הפרש פוטנציאלים בין נקודות A ו- B (V AB ) = 9 וולט

מבוקש : המטען על קבל C2 ( Q2 )

פתרון:

הפרש פוטנציאלי:

קבלים מחוברים במקביל כך שהפרש הפוטנציאלים בין A ל-B (V AB ) = הפרש הפוטנציאלים על קבל C 1 (V 1 ) = הפרש הפוטנציאלים על קבל C 2 (V 2 ) = 9 וולט.

מטען חשמלי על קבל C2 :

Q2 = C2V2 = (30 x 10-6 ) ( 9 ) = 270 x 10-6 C

Q2 = 270 מיקרון צלזיוס

המטען החשמלי על קבל C2 הוא 270 מיקרוצלזיוס.

[IRP]

3. שלושה קבלים, C1 = 4 μF, C2 = 2 μF, C3 = 3 μF, מחוברים במקביל. הקבלים טעונים. הפרש הפוטנציאלים על קבל C2 הוא 4 וולט. קבע

(א) מטען חשמלי על קבלים C1 , C2 ו- C3

(ב) מטען חשמלי על הקבל המקביל של כל הצירוף

ידוע:

C apa c itor C 1 = 4 μ F = 4 x 10 -6 F

קבל C2 = 2 מיקרון פרנהייט = 2 x 10-6 פרנהייט

קבל C3 = 3 מיקרון פרנהייט = 3 x 10-6 פרנהייט

הפרש פוטנציאלים על קבל C2 ( V2 ) = 4 וולט

מבוקש : מטען חשמלי על קבל C3 ( Q3 )

פתרון:

(א) מטען חשמלי על קבל C3

הפרש הפוטנציאלים על קבל C3 :

קבלים מחוברים במקביל כך שהפרש הפוטנציאלים על הקבל C3 (V3) = הפרש הפוטנציאלים על הקבל C2 (V2) = הפרש הפוטנציאלים על הקבל C1 (V1) = הפרש הפוטנציאלים על קבל שווה ערך (V) = 4 וולט

מטען חשמלי על קבל C1 :

Q1 = C1 V1 = (4 x 10-6 ) (4) = 16 x 10-6 C

Q1 = 16 מיקרון ג'לס

מטען חשמלי על קבל C2 :

Q2 = C2 V2 = (2 x 10-6 ) (4) = 8 x 10-6 C

Q2 = 8 מיקרון ג'לס

מטען חשמלי על קבל C3 :

Q3 = C3 V3 = (3 x 10-6 ) (4) = 12 x 10-6 C

Q3 = 12 מיקרון צלזיוס

(ב) מטען חשמלי על קבל שווה ערך

Q = Q1 + Q2 + Q3

Q = 16 μ C + 8 μ C + 12 מיקרומטר C = 36 מיקרון C

פתרון חלופי:

הקיבול המקביל:

C = C1 + C2 + C3

C = 4 μF + 2 μF + 3 μF = 9 μF

C = 9 x 10-6 F

הפרש הפוטנציאלים על הקבל המקביל:

וולט 1 = וולט 2 = וולט 3 = וולט 4

המטען החשמלי על הקבל המקביל:

Q = CV = (9 x 10-6 ) (4) = 36 x 10-6 C

Q = 36 מיקרון ג

קראו עוד