В начальный момент времени атом, энергетическая диаграмма которого показана на рисунке, находится в состоянии с энергией E2. Среди всех возможных переходов рассмотреть только переходы между первыми тремя уровнями.
Для начала переведем неудобные 54 км/ч в приятные 15 м/с. Затем, предположив, что "проезжает через туннель" - это промежуток между "первый вагон въехал в туннель" и "последний вагон выехал из туннеля", посчитаем на это основании длину поезда. Примем длину туннеля за м, длину поезда l, скорость нашего поезда м/с, скорость второго поезда , время проезда через туннель сек, а скорость проезда мимо поезда сек. Тогда , оттуда м. Теперь второй случай, поезд мимо поезда , м/с. Второй поезд ехал со скорость 10 метров в секунду.
Дано:
m = 100 г = 0,1 кг
t₁ = 5°C
t₂ = 34,6°C - температура кипения эфира
с = 2340 Дж/(кг·град) - удельная теплоёмкость эфира
r = 0.4·10⁶ Дж/кг - удельная теплота парообразования эфира
Найти:
Q - количество теплоты для обращения эфира в пар
Сначала эфир нужно нагреть до температуры кипения. Для этого необходима энергия
Q₁ = cm(t₂ - t₁) = 2340 · 0.1 · (34.6 - 5) = 6926.4 (Дж)
Для обращения в пар эфира при температуре кипения потребуется энергия
Q₂ = r · m = 0.4·10⁶ · 0.1 = 40 000 (Дж)
Всего для обращения эфира в пар потребуется количество теплоты
Q = Q₁ + Q₂ = 6926.4 + 40 000 = 46 926.4 (Дж)
Потребуется теплоты Q = 46 926.4 Дж ≈ 47 кДж