Водень займає об'єм 10 м під тиском 110 кПа газ нагріли при постійному об'ємі до 450 кПа . Врахуйте, що молекули водню двохатомні і визначте зміну внутрішньої енергії газу, роботу газу та надану кількість теплоти
1) На нить в нижней точке действует сила веса груза и центробежная сила от него же. Отсюда мы найдем квадрат скорости груза в нижней точке: где L - длина нити
2) Зная его, мы найдем кинетическую энергию груза в нижней точке
3) Она будет равняться потенциальной энергии груза в верхней точке подъема. Из геометрических соображений можно получить, что максимальная высота подъема вычисляется так
Где L - длина нити.
Приравнивая амплитудные значения потенциальной и кинетической энергии получим
Мощность P = 6 Вт, площадь пластины S = 10 см², коэффициент отражения R = 0.6
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине. - Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п - Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади: p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
где L - длина нити
2) Зная его, мы найдем кинетическую энергию груза в нижней точке
3) Она будет равняться потенциальной энергии груза в верхней точке подъема. Из геометрических соображений можно получить, что максимальная высота подъема вычисляется так
Где L - длина нити.
Приравнивая амплитудные значения потенциальной и кинетической энергии получим
Подставим числа и получим 0.77 радиан
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине.
- Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п
- Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п
Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона
F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади:
p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
ответ. p = 32 мкПа