1. а) Как меняется сопротивление стального проводника при пропускании постоянного тока от источника и почему?

1. а) Сопротивление стального проводника меняется при пропускании постоянного тока от источника из-за явления, называемого электрическим сопротивлением. Электрическое сопротивление обусловлено взаимодействием электронов проводника с его атомами и молекулами. При пропускании тока через проводник, электроны сталкиваются с резистивными препятствиями, что затрудняет их движение и приводит к возникновению сопротивления. Следовательно, сопротивление стального проводника увеличивается при пропускании постоянного тока.

б) Для решения данной задачи воспользуемся формулой для изменения сопротивления проводника с изменением температуры:

$$\mathrm{\Delta }R=R_0\cdot \alpha \cdot \mathrm{\Delta }T$$

где:
$\mathrm{\Delta }R$ - изменение сопротивления проводника,
$R_0$ - начальное сопротивление проводника при температуре 0 °C,
$\alpha$ - температурный коэффициент сопротивления для стали,
$\mathrm{\Delta }T$ - изменение температуры.

Нам нужно найти значение $\mathrm{\Delta }T$, при котором сопротивление проводника увеличивается на 20%. По условию температурный коэффициент сопротивления для стали равен 0,006 K –1. Запишем уравнение:

$0,2\cdot R_0=R_0\cdot 0,006\cdot \mathrm{\Delta }T$

Разделим обе части уравнения на $R_0$:

$0,2=0,006\cdot \mathrm{\Delta }T$

Далее найдем значение $\mathrm{\Delta }T$:

$\mathrm{\Delta }T=\frac{0,2}{0,006}\approx 33,33$

Таким образом, при температуре около 33,33 °C сопротивление проводника увеличится на 20% по сравнению с температурой 0 °C.

в) Для определения изменения мощности, выделяемой в проводнике, воспользуемся

формулой:

$\mathrm{\Delta }P=P_0\cdot {\left(\frac{R_0+\mathrm{\Delta }R}{R_0}\right)}^2-P_0$

где:
$\mathrm{\Delta }P$ - изменение мощности,
$P_0$ - начальная мощность,
$R_0$ - начальное сопротивление проводника,
$\mathrm{\Delta }R$ - изменение сопротивления проводника.

В данном случае, начальная мощность $P_0$ связана с начальным сопротивлением $R_0$:

$P_0=\frac{U^2}{R_0}$

где:
$U$ - напряжение на проводнике.

Подставим это значение в формулу для изменения мощности:

$\mathrm{\Delta }P=\left(\frac{U^2}{R_0}\right)\cdot {\left(\frac{R_0+\mathrm{\Delta }R}{R_0}\right)}^2-\frac{U^2}{R_0}$

Для удобства расчетов, предположим, что начальная мощность $P_0$ равна единице.

Подставим значения, найденные ранее:

$\mathrm{\Delta }R=0,2\cdot R_0$

$\mathrm{\Delta }P=\left(\frac{U^2}{1}\right)\cdot {\left(\frac{R_0+0,2\cdot R_0}{R_0}\right)}^2-\frac{U^2}{1}$

$\mathrm{\Delta }P=U^2\cdot {\left(\frac{1,2}{R_0}\right)}^2-U^2$

$\mathrm{\Delta }P=U^2\cdot \frac{1,44}{R_0}-U^2$

$\mathrm{\Delta }P=U^2\cdot (\frac{1,44}{R_0}-1)$

Таким образом, мощность, выделяемая в проводнике, будет изменяться на процент:

$\frac{\mathrm{\Delta }P}{P_0}\times 100\mathrm{\%}$

Постепенно раскрывая формулу и подставляя значения, можно получить конечный ответ на задачу.

2. Газы могут изменять свои физические свойства под воздействием следующих факторов:

- Температуры: При изменении температуры газы обычно расширяются или сжимаются. Это связано с кинетической энергией молекул газа. При повышении температуры, молекулы приобретают большую энергию и движутся быстрее, что приводит к увеличению давления и объема газа.

- Давления: Изменение давления воздействует на объем и плотность газа. По закону Бойля-Мариотта, при постоянной температуре объем газа обратно пропорционален давлению: при увеличении давления объем газа уменьшается, а при уменьшении давления объем газа увеличивается.

- Объема: Изменение объема также оказывает влияние на давление газа. По закону Шарля (Гей-Люссака), при постоянном давлении объем газа прямо пропорционален температуре: при повышении температуры объем газа увеличивается, а при понижении температуры объем газа уменьшается.

- Концентрации: Изменение концентрации газовых компонентов в смеси также может влиять на их физические свойства. Например, изменение концентрации одного из компонентов может привести к изменению давления паров данного компонента.

- Химической реакции: Некоторые газы могут взаимодействовать и образовывать новые вещества при наличии определенных условий, таких как температура, давление и наличие катализаторов.

Таким образом, физические свойства газа могут изменяться под воздействием температуры, давления, объема, концентрации и химической реакции.