На какое расстояние переместился заряд, если выполненная над ним работа равна 120 Дж, действующая на заряд сила направлена в сторону перемещения и равна 200 Н, а напряженность электрического поля равна 180 В/м? Найдите разность потенциалов между точками начального и конечного положения заряда.
(В ответ запишите расстояние в сантиметрах и разность потенциала в вольтах через запятую без других символов и пробелов)
Можно без объяснений
Объяснение:
Дано:
m = 5 г = 5·10⁻³ кг
M = 28·10⁻³ кг/моль - молярная масса азота
i = 5 - число степеней свободы молекулярного азота.
t₁ = 20°C; T₁ = 273 + 20 = 293 K
p = 150 000 Па
V₂ = 12 л = 12·10⁻³ м³
Q - ?
A - ?
ΔU - ?
1)
Количество вещества:
ν = m / M = 5/28 ≈ 0,18 моль
2)
По закону Менделеева-Клапейрона:
p·V₂ = ν·R·T₂
Отсюда:
T₂ = p·V₂ / (ν·R) = 150 000·12·10⁻³ / (0,18·8,31) ≈ 1203 К
Тогда:
ΔT = Т₂ - Т₁ = 1203 - 293 = 910 K
3)
Работа газа:
A = ν·R·ΔT = 0,18·8,31·910 ≈ 1360 Дж
4)
Изменение внутренней энергии:
ΔU = (i/2)·ν·R·ΔT = (5/2)·A = 2,5·1360 ≈ 3400 Дж
5)
Количество теплоты:
Q = ΔU + A = 3 400 + 1 360 = 4 760 Дж
т.к. первый автомобилист движется равномерно, то его координата будет выражаться как : x=x0+vt
т.к. второй движется с постоянный ускорением, то его координата изменяется по закону : x=x0+V0t+at^2/2
совмести х0 с началом координат: х0=0
т.к. они встретились, значит в определенный момент времени их координаты стали равны.
т.к. второй вышел на 20 секунд позже, значит первый двигался (t+20)c
приравниваем
V1*(t+20)=V2*(t)+a*(t)^2/2
10(t+20)=(t)^2 (после подстановки данных из условия)
t^2-10t-200=0
(t-20)(t+10)=0
t=20секунд
t=-10>0 - no
ответ : через 20 сек