Question

Помогите решыть задачи по физике1) Сколько энергии выделится при конденсации паров эфира m=100г,взятого при температуре 35градусов Цельсия.2) Какая потребуется сила, чтобы удержать в воде медный брусок массой270 кги объёмом 30 см3?3) На сколько меньше внутренняя энергия30 кгстали при температуре 273 К, чем в жидком при температуре плавления 1673 К? 4) На поверхности площадью S находится двумерный идеальный газ из N молекул. Найти частоту столкновений молекулы такого газа (d – диаметр молекулы).

Answer 1

1)Так как температура конденсации эфира = 35 градусов, то эфир сразу будет конденсироваться.
Q= - r*m. ( r -удельная теплота парообразования эфира=4*10^5Дж/кг, m - масса=0,1кг).
Q= - 4*10^5*0,1= - 4*10^4Дж. ( -40кДж) ( минус означает, что энергия выделяется). врорде так

Answer 2

1) При решении задачи о конденсации паров эфира, мы можем использовать уравнение для вычисления выделившейся энергии. Уравнение выглядит следующим образом:

Q = m * L,

где Q - выделившаяся энергия, m - масса вещества, L - удельная теплота конденсации.

Для эфира удельная теплота конденсации составляет около 2256 Дж/г [[1]]. Подставляя значения в уравнение, получаем:

Q = 100 г * 2256 Дж/г = 225600 Дж.

Таким образом, при конденсации паров эфира массой 100 г выделится около 225600 Дж энергии.

2) Чтобы найти силу, необходимую для удержания медного бруска в воде, мы можем использовать закон Архимеда. Закон Архимеда гласит, что всплывающая сила равна весу вытесненной жидкости.

Вес вытесненной жидкости можно вычислить, умножив плотность жидкости на объем вытесненной жидкости. В данном случае, плотность воды составляет около 1000 кг/м^3 [[2]], а объем вытесненной жидкости равен объему медного бруска, то есть 30 см^3.

Таким образом, вес вытесненной жидкости равен:

Вес = плотность * объем = 1000 кг/м^3 * 30 см^3 = 0.03 кг.

Следовательно, сила, необходимая для удержания медного бруска в воде, равна его весу:

Сила = масса * ускорение свободного падения = 0.03 кг * 9.8 м/с^2 = 0.294 Н.

Таким образом, для удержания медного бруска массой 270 кг и объемом 30 см^3 в воде потребуется сила примерно 0.294 Н.

3) Чтобы найти разницу во внутренней энергии стали при разных температурах, мы можем использовать уравнение:

ΔU = m * c * ΔT,

где ΔU - изменение внутренней энергии, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость стали составляет около 460 Дж/(кг·К) [[3]]. Подставляя значения в уравнение, получаем:

ΔU = 30 кг * 460 Дж/(кг·К) * (1673 К - 273 К) = 30 кг * 460 Дж/(кг·К) * 1400 К = 18 120 000 Дж.

Таким образом, разница во внутренней энергии стали массой 30 кг при температуре 273 К и жидком состоянии при температуре плавления 1673 К составляет примерно 18 120 000 Дж.

4) Чтобы найти частоту столкновений молекулы двумерного идеального газа, мы можем использовать формулу:

f = (N * v) / (S * d),

где f - частота столкновений, N - количество молекул, v - средняя скорость молекул, S - площадь поверхности, d - диаметр молекулы.

Для нахождения средней скорости молекулы, мы можем использовать формулу:

v = sqrt((8 * k * T) / (π * m)),

где k - постоянная Больцмана, T - температура, m - масса молекулы.

Для двумерного идеального газа, количество молекул можно выразить через количество частиц на единицу площади:

N = n * S,

где n - концентрация частиц.

Таким образом, подставляя значения в формулу для частоты столкновений, получаем:

f = (n * S * sqrt((8 * k * T) / (π * m))) / (S * d) = (n * sqrt((8 * k * T) / (π * m))) / d.

Таким образом, частота столкновений молекулы двумерного идеального газа равна (n * sqrt((8 * k * T) / (π * m))) / d, где n - концентрация частиц, k - постоянная Больцмана, T - температура, m - масса молекулы, d - диаметр молекулы.

Примечание: Пожалуйста, обратите внимание, что в данном ответе использованы значения и формулы для идеализированных систем и приближений. Реальные системы могут иметь дополнительные факторы и условия, которые не учтены в данном ответе.