Между протоном и электроном (например, в атоме водорода) действуют силы, возникающие их двух видов фундаментальных взаимодействий: электромагнитного и гравитационного. Гравитационное взаимодействие приводит с силе притяжения, но из-за очень малых масс двух частиц эта сила чрезвычайно мала и не приводит к каким-нибудь значимым эффектам. Электромагнитное взаимодействие между протоном и электроном "рождает" три силы, но природа их различна: (1) "кулоновская сила" притяжения (описывается законом Кулона) ; (2) "магнитная сила", возникающая из-за взаимодействия спина электрона с зарядом ядра - спин-орбитальное взаимодействие; (3) "магнитная сила", возникающая из-за взаимодействия спина электрона со спином протона - сверхтонкое взаимодействие. Силы 2) и 3) могут приводить как к притяжению так и к отталкиванию - в зависимости от направления проекции спинов электрона (2) или электрона и протона (3). По степени величины эти силы убывают в ряду: (1) > (2) > (3).
1850 Дж / (кг*К)
Объяснение:
1)
Для гелия:
ν₁ = m₁ / M₁
Отсюда
m₁ = ν₁*M₁ = 2*4*10⁻³ = 8*10⁻³ кг
Для кислорода:
ν₂ = m₂ / M₂
Отсюда
m₂ = ν₂*M₂ = 3*16*10⁻³ = 48*10⁻³ кг
Суммарная масса смеси:
m = m₁ + m₂ = (8+48)*10⁻³ = 56*10⁻³ кг
2)
Находим массовые доли газов:
ω₁ = m₁ / m = 8*10⁻³ / 56*10⁻³ ≈ 0,14
ω₂ = m₂ / m = 48*10⁻³ / 56*10⁻³ ≈ 0,86
3)
Удельная теплоемкость гелия (число степеней свободы двухатомного газа i = 3)
cp₁ = ((i+2)/2)*R/M = ((3+2)/2)*8,31 / 4*10⁻³ ≈ 5 200 Дж / (кг*К)
Для кислорода:
cp₂ = ((i+2)/2)*R/M = ((3+2)/2)*8,31 / 16*10⁻³ ≈ 1 300 Дж / (кг*К)
4)
Для смеси:
cp = cp₁*ω₁ + cp₂*ω₂ = 5200*0,14 + 1300*0,86 ≈ 1 850 Дж/(кг*К)
(1) "кулоновская сила" притяжения (описывается законом Кулона) ;
(2) "магнитная сила", возникающая из-за взаимодействия спина электрона с зарядом ядра - спин-орбитальное взаимодействие;
(3) "магнитная сила", возникающая из-за взаимодействия спина электрона со спином протона - сверхтонкое взаимодействие.
Силы 2) и 3) могут приводить как к притяжению так и к отталкиванию - в зависимости от направления проекции спинов электрона (2) или электрона и протона (3). По степени величины эти силы убывают в ряду: (1) > (2) > (3).