Деревяний брусок масою 2кг тягнуть по деревяній горизонтальній дошці за до динамометра з жорсткістю пружини 100Н/м. Визначити коефіцієнт тертя, якщо пружина розтягнулась на 6см.

N ≈ 1.57·10²³

Объяснение:

T = 315 K

<v> = 320 м/c

m = 20 г = 0,02 кг

Na = 6.022·10²³  1/моль - постоянная Авогадро

R = 8.31 Дж/(моль·К) - универсальная газовая постоянная

N - ?

По закону Клапейрона-Менделеева

pV = νRT

(р - давление, V - объём, ν - количество вещества)

ν = N/Na

pV = NRT/Na  (1)

Будем считать газ идеальным и одноатомным, тогда давление газа р можно вычислить как

р = nm₀<v>²/3 (n - концентрация, m₀ - масса молекулы)

n = N/V;  m₀ = m/N

Тогда

nm₀ = m/V

р = m<v>²/3V

и

pV =  m<v>²/3 (2)

Приравняем правые части уравнений (1) и (2)

NRT/Na = m<v>²/3

и выразим отсюда N

N =  m<v>²Na/3RT

N = 0.02 · 320² · 6.022·10²³ : (3 · 8.31 · 315)

N ≈ 1.57·10²³

Равнение теплового баланса:
Q1=Q2
Количество теплоты, выделяемое при сгорании нефти:
Q1=lm=pVl,
где l -удельная теплота сгорания нефти; m=pV — масса нефти; р — плотность нефти; V — объем нефти
Количество теплоты, которое необходимо затратить на нагревания стали от начальной  температуры Т1=10 С до температуры плавления Т2=1360 С и на плавление стали массы m0=500 кг:
Q2=ncm0(T2-T1)+l1m0,
где m0 — масса стали; с — удельная теплоемкость стали; l1 — удельная теплота плавления стали; n — кпд печи
Тогда,
lpV=m0*(nc(T2-T1)+l1
Отсюда объем расходуемой нефти равен:
V=(m0/pl)*(nc(T2-T1)+l1)=(500/950*4.61e+7)*(0.5*500*1350+2.7e+5)=0.0069 м3=6.9 л