Question

визнач на скільки зміниться маса спокою 200 кг води під час її охолодження від 100 до 0 градусів Цельсія??

Answer 1

Ответ:

9.298×10^-5 kg

Объяснение:

Маса спокою системи є мірою її повної енергії, включаючи її масу-енергію. У спеціальній теорії відносності маса об’єкта пов’язана з його енергією відомим рівнянням:

E = mc^2

Коли вода охолоджується, вона втрачає теплову енергію, яка є формою енергії, яка сприяє масовій енергії системи. Кількість маси-енергії, яку втрачає вода, можна розрахувати за формулою:

ΔE = Δm c^2

де ΔE — зміна енергії, Δm — зміна маси спокою, c — швидкість світла.

Кількість теплової енергії, яку втрачає 200 кг води під час її охолодження від 100°С до 0°С, можна розрахувати за допомогою питомої теплоємності води, яка становить 4184 Дж/(кг·К). Питома теплоємність говорить нам, скільки енергії потрібно, щоб змінити температуру 1 кг води на 1 °C.

Кількість енергії, яку втрачає вода, визначається як:

ΔE = mcΔT

ΔE = (200 кг) (4184 Дж/(кг·K)) (100°C)

ΔE = 8,368×10^6 Дж

Щоб знайти зміну маси спокою, перебудуємо формулу:

Δm = ΔE / c^2

Δm = (8,368×10^6 Дж) / (3,00×10^8 м/с)^2

Δm = 9,298×10^-5 кг

Отже, маса спокою 200 кг води зменшиться приблизно на 9,298×10^-5 кг (або приблизно на 0,00009 кг), коли вона охолоне від 100°C до 0°C.

Answer 2

Для розрахунку зміни маси води під час її охолодження від 100 до 0 градусів Цельсія, потрібно використати формулу для обчислення зміни об'єму речовини при зміні температури. Ця формула відома як закон термодинамічного розширення речовини.

Закон термодинамічного розширення речовини визначає зв'язок між зміною температури, зміною об'єму та початковим об'ємом речовини. Формула для розрахунку зміни об'єму речовини може бути записана наступним чином:

ΔV = V₀ * β * ΔT

де ΔV - зміна об'єму речовини, V₀ - початковий об'єм речовини, β - коефіцієнт лінійного терморозширення речовини, ΔT - зміна температури.

У даному випадку, ми шукаємо зміну маси, а не зміну об'єму. Оскільки густина води залишається практично незмінною при нормальних умовах, ми можемо скористатися відомим виразом:

Δm = ρ * ΔV

де Δm - зміна маси, ρ - густина речовини, ΔV - зміна об'єму.

Таким чином, нам потрібно знайти зміну об'єму та густину води, щоб розрахувати зміну маси.

Зміна об'єму може бути розрахована за формулою:

ΔV = V₀ * β * ΔT

де V₀ - початковий об'єм речовини, β - коефіцієнт лінійного терморозширення речовини, ΔT - зміна температури.

Коефіцієнт лінійного терморозширення β для води приблизно дорівнює 0,00021 1/°C.

Тепер, знаючи початкову масу води (200 кг) та зміну об'єму, ми можемо розрахувати зміну маси за формулою Δm = ρ * ΔV.

Зробимо розрахунки:

1. Розрахунок зміни об'єму: ΔV = V₀ * β * ΔT ΔV = 200 кг * 0,00021 1/°C * (100 °C - 0 °C) ΔV = 200 кг * 0,00021 1/°C * 100 °C ΔV = 4.2 м³

2. Розрахунок зміни маси: Δm = ρ * ΔV Δm = 1000 кг/м³ * 4.2 м³ Δm = 4200 кг

Таким чином, маса в