Решить задачи:

1. Какое количество теплоты требуется для плавления стальной детали массой 400 г, имеющей начальную температуру 20º С ? (удельная теплоемкость стали с=500Дж/кгº С, удельная теплота плавления 82кДж/кг, а температура плавления стали 1420 º С)
2. Почему показание влажного термометра психрометра всегда ниже температуры воздуха в комнате? ответ обосновать.
3. В двигателе внутреннего сгорания сожжён 1 кг бензина. За это время он совершил работу 13,8•106 Дж. Каков КПД двигателя?
4. Найдите сопротивление спирали, сила тока в которой 0,3 А, а напряжение на её концах 150 В.
5. Определите сопротивлениеR2 в цепи, если показания амперметра 3А, вольтметра 90 B, а R1=4 Ом,R3=12
6. Сопротивление участка цепи 85 Ом, напряжение на его концах 170 В. Чему равна мощность электрического тока на этом участке? Какую работу он совершил за 2 мин?
7. В проводнике сопротивлением 15 Ом сила тока равна 0,4 А. Какова мощность электрического тока в нём? Чему равна работа тока в этом проводнике, совершённая за 10 мин?
8. Предложите определения наличия или отсутствия тока в проводнике, не пользуясь электроприборами? ответ обосновать.

1). 684км/ч=19м/с

А=25е

mV^2/2-m19^2/2=25e

v^2=(19^2+50e/m)=19^2+50*10^11

V=2,2*10^6м/c.

2). Заряд конденсатора: q = 8 мкКл = 8 × 10-6 Кл

Расстояние между пластинами: d = 1 см = 0.01 м

Напряжённость поля: E = 4 кВ/м = 4000 В/м

Ёмкость конденсатора: C - ?

Напряжение между пластинами: U = Ed

C = q/U = q/(Ed) = 8 × 10-6/(4000 × 0.01) = 0.2 × 10-6 Ф =

= 0.2 мкФ

ответ: C = 0.2 мкФ

3).Масса пылинки: m = 0.1 мг = 10-7 кг

Ускорение своббодного падения: g = 10 м/с²

Напряжённость поля: E = 4 × 105 Н/Кл.

Заряд пылинки: q - ?

В условии не указано направление силовых линий поля - вертикально вверх или вниз? Поэтому заряд может быть определён с точностью до знака.

По условию сила тяжести, действующая отвесно вниз, уравновешена силой поля, которая должна действовать вертикально вверх. При этом модули этих сил равны.

На заряд q со стороны поля E действует сила, модуль которой равен |q||E|. Модуль силы тяжести равен mg.

Условие равновесия: |q||E| = mg

И |q| = mg/|E| = 10-7 × 10/(4 × 105) = 2.5 × 10-12 Кл = 2.5 пКл

Так как электрическая сила должна действовать вверх, то

q = +2.5 пКл, если силовые линии поля направлены вверх и

q = -2.5 пКл, если вниз.

Объяснение:

Неравномерное распределение неравновесных носителей зарядов сопровождается их диффузией в сторону меньшей концентрации. Такое движение обусловливает появление электрического тока, называемого диффузионным. Этот ток, так же как и ток проводимости, может быть электронным и дырочным. Главной характеристикой диффузии служит плотность диффузионного тока iдиф - количество носителей заряда, переносимых в единицу времени через единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению переноса. Плотности диффузионных токов определяются законом Фика:

Плотность диффузионного тока

Где

q - заряд носителя;

Dn, Dp - коэффициенты диффузии;

dn/dx, dp/dx - градиенты концентрации;

Градиент концентрации характеризует, насколько сильно изменяется концентрация носителей вдоль оси x (т.е. каково изменение концентрации на единицу длины). Если разности нет, то градиент равен нулю и ток диффузии не возникает. Чем больше изменение концентрации на данном расстоянии, тем больше ток диффузии.

Коэффициенты диффузии - это количество носителей заряда, пересекающих в единицу времени единичную площадку, перпендикулярную к выбранному направлению, при градиенте концентрации в этом направлении, равном единице. Эти величины связаны с параметрами дрейфового движения соотношением Эйнштейна:

Связь коэффициентов диффузии с подвижностью носителей ‎(соотношения Эйнштейна)‎

Где

D - коэффициент диффузии;

μ - подвижность заряженных частиц;

Эти условия выполняются только для невырожденных полупроводников.

φт называется тепловым потенциалом.

Влияние температуры на коэффициент диффузии. Как видно из приведённой формулы, с увеличением температуры возрастает температурный потенциал. Это приводит к увеличению значения коэффициента диффузии.

Зависимость коэффициента диффузии от температуры

Где D0 - коэффициент диффузии при температуре T0.  

От типа заряда коэффициент диффузии зависит, так как у электронов и дырок разные значения подвижности. Всё зависит от конкретного случая, см. подвижность носителей заряда. В первую очередь подвижность зависит от эффективной массы носителей заряда. Кроме того, как правило, подвижность электронов выше, чем подвижность дырок. Материал полупроводника также влияет на подвижность заряженных частиц. Так, в германии подвижность частиц выше, чем в кремнии, следовательно, для германия коэффициент диффузии будет выше. Зависимость от концентрации примесей можно определить следующим образом:

Зависимость коэффициента диффузии от концентрации примесей

Где D0 - коэффициент диффузии при концентрации примесей N0.

Диффузионная длина - это расстояние, на котором плоский диффузионный поток неравновесных носителей заряда (в отсутствие электрического поля) уменьшается в e раз. Имеет смысл среднего расстояния, на которое смещаются носители заряда вследствие диффузии за время их жизни:

Диффузионная длина

Из данной формулы видно, что диффузионная длина зависит от коэффициента диффузии. Изменение различных условий приводит к изменению коэффициента диффузии, вследствие чего изменяется диффузионная длина.