Три резистора сопротивлениями R1, R2, R3 соединены последовательно так, что общее сопротивление данного участка цепи составляет R, а значения напряжения на резисторах и силы тока в них равны U1, U2, U3 и I1, I2, I3 соответственно. Определите значения величин, обозначенных «?».
t₁ = 20° С - начальная температура воды
C₁ = 4200 Дж кг⁻¹ град⁻¹ - удельная теплоёмкость воды
m₂ = 50 г = 0,05 кг - масса железного шарика
t₂ = 80° С - начальная температура шарика
C₂ = 450 Дж кг⁻¹ град⁻¹ - удельная теплоёмкость железа
t₀ - конечная температура воды и шарика.
Вода нагреется и получит количество теплоты
Q₁ = C₁m₁(t₀ - t₁)
Шарик остынет и отдаст количество теплоты
Q₂ = C₂m₂(t₂ - t₀)
Из равенства величин Q₁ = Q₂
следует равенство
C₁m₁(t₀ - t₁) = C₂m₂(t₂ - t₀)
Выражая из этого уравнения искомую величину t₀ через остальные, получим:
t₀ = (C₂m₂t₂ + C₁m₁t₁)/(C₂m₂ + C₁m₁) = (450*0,05*80 + 4200*0,3*20)/(450*0,05 + 4200*0,3) = 21° С
ответ: При заданном условии полное внутреннее отражение луча невозможно. ответ А)
Объяснение: Закон преломления имеет вид n1*sinQ1 = n2*sinQ2. Здесь: n1 – показатель преломления среды, из которой свет падает на границу раздела сред; n2 - показатель преломления среды, в которую свет проходит после границу раздела сред; Q1 - угол падения луча на поверхность раздела сред; Q2 – угол преломления луча на границе раздела сред.
Что бы произошло полное внутренне отражение необходимо, что бы угол преломления был равен 90 градусов. При этом величина n2*sinQ2 = sin90*√ 2 = 1*√2 будет больше единицы. Но если луч света идет из воздуха, для которого n1 = 1, то величина выражения n1*sinQ1 не может быть больше 1, поскольку sinQ1 не может быть больше 1. sinQ1 может равняться единице при угле падения луча = 90 градусов. При этом луч будет скользящим по поверхности раздела, и он вообще не преломится. Но, предположим, что угол падения чуть-чуть меньше 90 градусов и преломление луча произойдет, т.е. луч света войдет в стекло. Но, все равно, примем sinQ1 = 1. При этом записанный выше закон должен обязательно выполняться. Таким образом, n2*sinQ2 = 1. Отсюда найдем, что угол преломления Q2 = arcsin(1/n2) = arcsin(1/√2) = 45 градусов. Выше было указано, что для полного внутреннего отражения необходимо, что бы угол преломления был бы 90 градусов, а мы показали, что он не может быть более 45 градусов. Таким образом, если свет идет из воздуха (из оптически менее плотной среды) в стекло (в оптически более плотную среду) то полное внутреннее отражение невозможно. Оно (полное внутренне отражение) возможно, когда свет идет из стекла в воздух.