При очень медленном движении поршня в цилиндре закрытого воздушного насоса поддерживается процесс теплового равновесия воздуха в цилиндре насоса со стенками цилиндра и окружающей средой, поэтому температура воздуха не изменяется:
T - не изменяется (3), это значит, что происходит изотермический процесс. Согласно закону Бойля-Мариотта: если температура газа не меняется для данной массы газа произведение давления газа на объем постоянно: pV=const. По условию задачи объем V- уменьшается, значит давление p - увеличивается (1). Внутренняя энергия газа U прямо пропорциональна его абсолютной температуреT:U=23mtRT
. Так как Т- не изменяется, значит и U - не изменяется (3).
A = FS, где S известна как 5 см, а F(сила Кулона) = k*q1*q2/r^2. Для вычисления силы Кулона нам нужно знать заряд сферы, для этого умножим площадь сферы на плотность заряда: q = 4pi*R^2*2*10^(-9) = 63 пКл или 63 * 10^(-12) Кл. Теперь зная заряд, вычислим силу Кулона, действующую на электрон: F = 9.072 * 10^(-16) Н. Зная силу вычислим работу поля: A = FS = 9.072 * 10^(-16) * 0.005 = 0.04536 * 10^(-16) Дж. Вся работа поля перешла в кинетическую энергию электрона, так что приравняем их: A = mU^2/2; Выведем из уравнения скорость: U = sqrt(2A/m) =(примерно) 3155782,223 м/с