Врезервуар с водой массой m=2 кг, имеющей начальную температуру t1=20 ∘c, через трубу с площадью сечения s=10 см2 начинает наливаться горячая вода. температура горячей воды t2=80 ∘c. через сколько секунд температура воды в резервуаре станет равна t3=40 ∘c ? скорость струи горячей воды v=1 см/с. вода из резервуара не выливается. теплообменом с окружающей средой и теплоёмкостью резервуара можно пренебречь. перемешивание воды в резервуаре происходит быстро. плотность воды ρ=1 г/см3.

👇

Открыть все ответы

Ответ:

alkadraz12321

21.08.2022

Δp₁ = mv₁ - (- mv₁) = 2mv₁ - импульс передаваемый стенке
давление газа определяется соотношением P = 2*n*<E>/3, где n - концентрация молекул газа, <E> - средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул.
Давление может возрасти за счет увеличения концентрации (n), или за счет температуры т.е. за счет увеличения средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул (<E>).
Если давление возросло в 2 раза за счет энергии, т.е. 2*mv₁²/2 = mv₂²/2 => 2*v₁² = v₂² => v₂ = 1,41v₁
Из этого следует изменение импульса увеличится Δp₂ = 2mv₂ = 2m*1,41v₁ = 2,82mv₁
Δp₂ / Δp₁ = 2,82mv₁ / 2mv₁ = 1,41
Импульс возрастет в 1,41 раза

4,4(31 оценок)

Ответ:

Ama20Lama04

21.08.2022

1. Уточним условие задачи:
Заряд первой сферы Q1 = +40 нКл
Заряд второй сферы Q2 = +50 нКл

2. План решения:
1) Выясним структуру поля, создаваемого сферами.
2) Найдём напряжённость электрического поля, которое создают сферы в точке размещения заряда.
3) Вычислим силу, действующую на пробный заряд q = +10 нКл по формуле F = qE

3. Ход решения
1) Структура поля. Симметрия задачи.
В электростатике существует, так называемая, теорема о единственности решения. Эта теорема утверждает, что если однозначно задана объёмная плотность зарядов (в том числе точечные, линейные и поверхностные заряды), а так же потенциалы на проводниках, то задача о нахождении электростатического поля и потенциала имеет единственно решение.
В нашем случае заряды равномерно "размазаны" по поверхности сфер, т.е. можно считать что задана равномерная поверхностная плотность заряда. Если мы зафиксируем центр сфер, а потом начнём как угодно вращать их, то распределение зарядов не изменится, а значит при произвольном повороте системы не изменится и картина силовых линий электростатического поля (и само поле тоже). Говорят, что при повороте системы задача переходит сама в себя.

Если мы найдём конфигурацию силовых линий, удовлетворяющую этому условию, то найдём и единственное решение задачи.
Простая логика подсказывает, то силовые линии электростатического поля направлены вдоль радиуса сфер (центрально-симметричное поле). Величина электрического поля зависит только от расстояния до центра сфер. Во всех других случаях задача и её решение при повороте само в себя не перейдёт.

E = E(r) * r₀, здесь r₀ - единичный радиус вектор, направленный от центра сфер к точечному заряду.

2) Величина электростатического поля E(r).
Воспользуемся теоремой Гаусса:
$\int \int{E} \, dS = \frac{Q}{\epsilon_0}$ .
Поток вектора напряжённости электростатического поля через любую замкнутую поверхность пропорционален величине свободного заряда, содержащегося внутри этой поверхности.
В нашем случае удобно взять сферическую поверхность радиусом r (большим чем радиус заряженных сфер). Учтём, что на этой поверхности E(r) = const. Тогда
$\int\int{E}\,dS=E(r)\int \int{}\,dS=E(r)\Omega=4\pi r^2E=\frac{Q}{\epsilon_0}$
Здесь Ω - площадь выбранной нами cферы.
Тогда имеем:
$E(r) = \frac{Q_1+Q_2}{4\pi\epsilon_0 r^2}=k(Q_1+Q2)\frac{1}{r^2}$

3) Сила действующая на заряд.
F = qE
Тогда F = qE(r) r₀
$F=k(Q_1+Q2)\frac{q}{r^2}$
$F=9*10^9*(40+50)*10^{-9}*(10*10^{-9})/(0.09*0.09)=10^{-3}$
ответ приведён в ньютонах.

4,5(3 оценок)

Это интересно:

Дом-и-сад

09.05.2023

Получаем безупречное качество: как покрасить металл?...

Кулинария-и-гостеприимство

01.02.2021

Как растопить белый шоколад: лучшие способы и советы...

Стиль-и-уход-за-собой

24.08.2022

Как избавиться от прыщей на спине...

Стиль-и-уход-за-собой