Соленоид длиной 50 см и диаметром 0,8 см имеет 20000 витков медного провода и находится под постоянным напряжением. определить время, в течение которого в обмотке соленоида выделится количество теплоты, равное энергии магнитного поля в соленоиде

Соленоид длиной 50 см и диаметром 0,8 см имеет 20000 витков медного провода и находится под постоянным напряжением. определить время, в течение которого в обмотке соленоида выделится количество теплоты, равное энергии магнитного поля в соленоиде   положим, что соленоид намотан цилиндрическим медным проводом, уложенным в один слой виток к витку.   длина обмотки соленоида l=0.5м, диаметр обмотки d=0.008м,   число витков соленоида n=20000. отсюда следует, что диаметр провода d=0.5/20000=2.5e-5, или 0.025мм. микропровод, однако. индуктивность этого соленоида l=mu0*n^2*s/l, где mu0=4*зш*1e-7гн/м=1.257e-6гн/м, а s=pi*d^2/4=3.14159*0.008^2/4=.5e-5м2, l=1.257e-6*20000^2*5e-5/0.5=5e-2гн (50мгн).   длина обмотки l1=n*pi*d=20000*3.14159*0.008=500м.   сечение провода s1=pi*d^2/4=3.14159*(2.5e-5)^2/4=5e-10м2 сопротивление обмотки r=ro*l1/s=1.68e-8*500/5e-10=17000ом.   тогда при токе i через соленоид в нем будет выделяться тепло i^2*r*t, а энергия магнитного поля этого соленоида будет l*i^2/2, если их приравнять, то получим i^2*r*t= l*i^2/2, и разделив на i^2, найдем t=l/2r=0.05/(2*17000)=1.5e-6с.  

По закону клапейрона: pv = (m/m) rt. вставляем данные и получаем: 1,5 * 10 в 5 ст * 150 = (m/29) * 8,31 * 288, где 29 - молекулярная масса воздуха, 8,31 - универсальная газовая постоянная. решив уравнение, получаем, м = 272638,4 кг.

u1=1.6в

u2=5.1в

v2=2v1

a=mv(2)/2-hv

 

eu1-hv1=a

eu2-hv2=a

 

eu1-hv1=eu2-hv2

v1=e(u2-u10/h=1.6*10(-19)кл*(5.1в-1.6в)/6.63*10(-34)=0,84*10(15)гц

 

а=eu1-hv1=1.6*10(19)кл*1.6в-6.63*10(-34)*0.84*10(15)гц=3*10(-19)дж