Возьмите сосуд из-под прохладительных напитков и в боковой поверхности его на разной высоте 1 сделать отверстие Закройте отверстие спичками и наполните сосуд водой Откройте отверстие и определите дальность струйки Объясните причину сделайте вывод
Для решения этой задачи нам понадобятся данные о молярной массе этилена C2H4 и условиях работы с газами при нормальных условиях.
Молярная масса этилена C2H4 равна сумме масс атомов углерода и водорода, которые составляют его молекулу.
Масса углерода равна примерно 12,01 г/моль, а масса водорода равна примерно 1,01 г/моль.
Учитывая, что в одной молекуле этилена содержится 2 атома углерода и 4 атома водорода, молярная масса этилена C2H4 может быть рассчитана следующим образом:
Теперь, имея молярную массу этилена C2H4, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа (PV = nRT), где P - давление, V - объем газа, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
При нормальных условиях (0°C и 1 атм) давление и температура принимаются следующими значениями: P = 1 атм и T = 273,15 К
Сначала рассчитаем количество вещества (n) этилена C2H4, используя массу и молярную массу:
n = масса / молярная масса этилена C2H4 = 1 кг / 28,05 г/моль
Прежде чем произвести вычисления, нам нужно привести единицы измерения к одним значениям:
1кг = 1000 г
Теперь мы можем вычислить количество вещества (n) этилена C2H4:
n = 1000 г / 28,05 г/моль = 35,61 моль
Теперь, зная количество вещества (n), давление (P) и температуру (T), мы можем решить уравнение состояния идеального газа для нахождения объема (V) этилена C2H4:
V = (nRT) / P
Известные значения:
n = 35,61 моль
R = 0,0821 атм·л/моль·К
T = 273,15 К
P = 1 атм
1. Чтобы найти скорость тела в момент падения на землю, мы можем использовать уравнение свободного падения:
v^2 = u^2 + 2aS, где v - окончательная скорость, u - начальная скорость (0 в данном случае), a - ускорение свободного падения (9.8 м/с^2), S - высота падения.
Подставив значения в данное уравнение, получим:
v^2 = 0 + 2 * 9.8 * 100
v^2 = 1960
v = sqrt(1960)
v ≈ 44.27 м/с
Таким образом, скорость тела в момент падения на землю составляет около 44.27 м/с.
Для нахождения скорости тела на высоте 50 м, мы можем использовать ту же формулу, но с другим значением высоты:
v^2 = u^2 + 2aS
v^2 = 0 + 2 * 9.8 * 50
v^2 = 980
v = sqrt(980)
v ≈ 31.30 м/с
Таким образом, скорость тела на высоте 50 м составляет около 31.30 м/с.
2. Чтобы найти максимальную высоту подъема мяча при броске вверх, мы можем использовать следующую формулу:
v^2 = u^2 - 2aS
Максимальная высота будет достигаться, когда скорость мяча станет равной нулю, поэтому v = 0. Также начальная скорость будет равна 100 м/с, а ускорение свободного падения -9.8 м/с^2. Подставляя значения в формулу, получим:
0 = 100^2 - 2 * (-9.8) * S
0 = 10000 + 19.6S
S = -10000 / 19.6
S ≈ -510.20 м
Таким образом, максимальная высота подъема мяча примерно равна 510.20 м (отрицательное значение указывает на то, что мяч достиг высоты, ниже начальной).
Для нахождения скорости мяча на высоте 40 м, мы можем использовать ту же формулу, но с другим значением высоты:
v^2 = u^2 - 2aS
v^2 = 100^2 - 2 * (-9.8) * 40
v^2 = 10000 + 784
v = sqrt(10784)
v ≈ 103.82 м/с
Таким образом, скорость мяча на высоте 40 м составляет около 103.82 м/с.
3. Чтобы найти высоту, на которой кинетическая энергия мяча равна его потенциальной энергии, мы можем использовать следующее уравнение:
mgh = (1/2)mv^2, где m - масса мяча, g - ускорение свободного падения, h - высота, v - скорость мяча.
Выражая h из уравнения, получим:
h = (1/2)v^2 / g
Подставив значения m = 100 м/с, g = 9.8 м/с^2 и v = 100 м/с, получим:
h = (1/2) * (100^2) / 9.8
h = 5000 / 9.8
h ≈ 510.20 м
Таким образом, высота, на которой кинетическая энергия мяча равна его потенциальной энергии, составляет примерно 510.20 м.
4. Чтобы найти скорость санок в конце и в середине горки, мы можем использовать следующую формулу:
v^2 = u^2 + 2aS
Для скорости в конце горки, начальная скорость (u) будет равна 0, ускорение (a) будет равно ускорению свободного падения (-9.8 м/с^2), а высота (S) - 20 м. Подставляя значения в формулу, получим:
v^2 = 0^2 + 2 * (-9.8) * 20
v^2 = -392
v = sqrt(-392) (так как значение отрицательное, в данном случае оно не имеет физического смысла и равно 0)
v = 0 м/с
Таким образом, скорость санок в конце горки равна 0 м/с.
Для скорости в середине горки, начальная скорость (u) также будет равна 0, ускорение (a) будет равно ускорению свободного падения (-9.8 м/с^2), а высота (S) - половина высоты горки, то есть 10 м. Подставляя значения в формулу, получим:
v^2 = 0^2 + 2 * (-9.8) * 10
v^2 = -196
v = sqrt(-196) (как и в предыдущем случае, значение отрицательное и не имеет физического смысла, поэтому равно 0)
v = 0 м/с
Таким образом, скорость санок в середине горки также равна 0 м/с.
5. Чтобы найти силу сопротивления воздуха, мы можем использовать второй закон Ньютона:
F = ma, где F - сила, m - масса тела (предположим, что масса тела равна 1 кг), a - ускорение
Мы знаем, что ускорение равно ускорению свободного падения (-9.8 м/с^2), и используем второй закон Ньютона для определения силы сопротивления.
F = m * a
F = 1 * (-9.8)
F = -9.8 Н
Таким образом, сила сопротивления воздуха равна 9.8 Н.
6. Чтобы найти силу трения и коэффициент силы трения, мы можем использовать второй закон Ньютона:
F = μN, где F - сила трения, μ - коэффициент трения, N - нормальная сила
Нормальная сила равна силе тяжести, то есть m * g. Предположим, что масса санок равна 1 кг.
Таким образом, масса санок (m) = 1 кг, ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с^2.
7. Чтобы найти силу трения, мы можем использовать второй закон Ньютона:
F = μN, где F - сила трения, μ - коэффициент трения, N - нормальная сила
Нормальная сила равна силе тяжести, то есть m * g. Предположим, что масса шайбы равна 400 г и ускорение свободного падения (g) равно 9.8 м/с^2.
Масса шайбы (m) = 400 г = 0.4 кг
Tаким образом, значение силы трения будет равно:
F = μN
F = μ * m * g
F = μ * 0.4 * 9.8
8. Для нахождения количества досок, которые пробьет пуля, мы можем использовать закон сохранения энергии. Изначально пуля имеет кинетическую энергию (1/2)mv^2, где m - масса пули, v - скорость пули.
Когда пуля пробивает первую доску, она теряет некоторую энергию, а ее скорость уменьшается. Предположим, что после пробоя первой доски скорость пули уменьшилась до 400 м/с.
Таким образом, начальная кинетическая энергия пули равна (1/2)mv^2, а конечная кинетическая энергия - (1/2)mv'^2, где m - масса пули, v - начальная скорость пули, v' - конечная скорость пули.
Если считать, что энергия сохраняется, то есть начальная кинетическая энергия равна конечному значению после пробоя первой доски:
(1/2)mv^2 = (1/2)mv'^2
Мы знаем массу пули, начальную скорость и конечную скорость, поэтому можем решить уравнение и найти v:
(1/2)(0.01 кг)(500^2 м^2/с) = (1/2)(0.01 кг)(400^2 м^2/с)
250000 = 200000
Данное уравнение не имеет решений. Таким образом, пуля не пробьет ни одну доску.
9. Чтобы найти высоту, с которой должен съехать велосипедист, чтобы совершить "мертвую петлю" по желобу и не упасть в верхней точке, мы можем использовать закон сохранения энергии.
Энергия в начальной точке (высота h) включает потенциальную энергию mgh и кинетическую энергию (1/2)mv^2, где m - масса велосипедиста, g - ускорение свободного падения, v - скорость велосипедиста.
В верхней точке петли скорость велосипедиста будет равна 0. Следовательно, всю его энергию будет составлять потенциальная энергия mgh.
Таким образом, потенциальная энергия в начальной точке равна потенциальной энергии в верхней точке:
mgh = mgh
Массу велосипедиста (m) можно сократить с обеих сторон уравнения, и останется:
gh = gh
Таким образом, высота, с которой должен съехать велосипедист, чтобы совершить "мертвую петлю" и не упасть в верхней точке, не зависит от массы велосипедиста. Все, что требуется, это начальная высота, чтобы достичь верхней точки желоба и сопоставимая скорость, чтобы оставаться на желобе в течение петли.
10. Чтобы найти скорость пули после застревания в деревянном бруске, мы можем использовать закон сохранения импульса. Импульс равен произведению массы и скорости, и сохраняется во время столкновения.
Молярная масса этилена C2H4 равна сумме масс атомов углерода и водорода, которые составляют его молекулу.
Масса углерода равна примерно 12,01 г/моль, а масса водорода равна примерно 1,01 г/моль.
Учитывая, что в одной молекуле этилена содержится 2 атома углерода и 4 атома водорода, молярная масса этилена C2H4 может быть рассчитана следующим образом:
Молярная масса этилена C2H4 = (2 × 12,01 г/моль) + (4 × 1,01 г/моль) = 28,05 г/моль
Теперь, имея молярную массу этилена C2H4, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа (PV = nRT), где P - давление, V - объем газа, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
При нормальных условиях (0°C и 1 атм) давление и температура принимаются следующими значениями: P = 1 атм и T = 273,15 К
Сначала рассчитаем количество вещества (n) этилена C2H4, используя массу и молярную массу:
n = масса / молярная масса этилена C2H4 = 1 кг / 28,05 г/моль
Прежде чем произвести вычисления, нам нужно привести единицы измерения к одним значениям:
1кг = 1000 г
Теперь мы можем вычислить количество вещества (n) этилена C2H4:
n = 1000 г / 28,05 г/моль = 35,61 моль
Теперь, зная количество вещества (n), давление (P) и температуру (T), мы можем решить уравнение состояния идеального газа для нахождения объема (V) этилена C2H4:
V = (nRT) / P
Известные значения:
n = 35,61 моль
R = 0,0821 атм·л/моль·К
T = 273,15 К
P = 1 атм
Подставляем значения в уравнение:
V = (35,61 моль × 0,0821 атм·л/моль·К × 273,15 К) / 1 атм
V ≈ 793,94 л
Однако, в условии задачи требуется ответ с точностью до сотых и округление до целых. Следовательно, округлим наше ответ до ближайшего целого:
V ≈ 794 дм³
Таким образом, объем этилена C2H4 при нормальных условиях равен приблизительно 794 дм³.