Колба, теплоемкостью которой можно пренебречь, содержит некоторое количество воды при 80°С, Если бросить в колбу 50 гльда при (-15°С), то в результате теплового равновесня в колбе установится температура 50°C Сколько еще нужно добавить льда при той же температуре (-15°С), чтобы охладить воду в колбе до 0°С, не замораживая ее? Теплоемкости льда и воды соответственно 2100 и 4200 Дж/(кг-°С), удельная теплота плавления льда 330 000 Дж/кг.
Для решения этой задачи, давайте разберемся с понятием фотоэффекта и его основными характеристиками.
Фотоэффект - это явление, при котором фотоны (частицы света) попадают на поверхность металла и выбивают из него электроны. Фотоэффект можно описать следующей формулой:
E = hf - W
где E - кинетическая энергия выбитого электрона, h - постоянная Планка, f - частота фотонов, W - работа выхода или работа вылета, которую нужно совершить, чтобы выбить электрон из металла.
Теперь, чтобы решить задачу, нам необходимо найти работу вылета W и максимальный импульс, передаваемый каждым электроном.
Для начала, используя формулу
λ = c/f,
где λ - длина волны света, c - скорость света в вакууме, найдем частоту фотонов:
f = c/λ = 3.0 * 10^8 м/с / (0.25 * 10^-6 м) = 1.2 * 10^15 Гц.
Теперь, находим энергию фотона, используя формулу:
E = hf = (6.63 * 10^-34 Дж*с) * (1.2 * 10^15 Гц) = 7.956 * 10^-19 Дж.
Следующим шагом необходимо найти работу вылета (работу выхода) W. Мы знаем, что красная граница фотоэффекта для этого металла равна 0.28 мкм. Чтобы найти работу вылета, мы можем использовать формулу:
W = hf₀,
где f₀ - частота для красной границы фотоэффекта.
Мы уже посчитали частоту фотонов f, поэтому теперь нам нужно найти f₀. Используя формулу
f₀ = c/λ₀,
где λ₀ - длина волны для красной границы фотоэффекта, мы можем найти частоту f₀:
Итак, у нас есть моддийная точка, которая имеет массу 1 кг и движется по окружности с постоянной скоростью 10 м/с. Мы должны найти изменение импульса системы в течение четверти оборота.
Импульс - это величина, которая характеризует движение тела и определяется как произведение массы тела на его скорость. Имея массу 1 кг и скорость 10 м/с, мы можем рассчитать импульс моддийной точки.
Импульс (P) = масса (m) * скорость (v)
P = 1 кг * 10 м/с
P = 10 кг*м/с
Так как изменение импульса равно конечному импульсу минус начальному импульсу, нам нужно найти начальный и конечный импульс системы в данном случае.
Начальный импульс (Pi) равен нулю, так как моддийная точка не имеет начальной скорости и начального импульса.
Конечный импульс (Pf) будет равен общему импульсу системы после четверти оборота. Так как мы знаем, что моддийная точка имеет импульс 10 кг*м/с, то и общий импульс системы также должен быть 10 кг*м/с.
Имея начальный и конечный импульсы, мы можем найти изменение импульса:
ответ: 160г
Объяснение:
Дано:
t1=80°C
t2=50°C
m2=50г=0,05кг
t3=-15°C
t4=0°C
c1=4200Дж/кг°С
с2=2100Дж/кг°С
λ=330000Дж/кг
m3-?
1. Для того, чтобы нагреть лед от -15°С до 50°С необходимо следующее количество тепла:
Q2=c2*m2*(t4-t3)+λm+c1*m2*(t2-t4)=2100*0,05*(0+15)+330000*0,05+4200*0,05*(50-0)=1575+16500+10500=28575Дж
2. Это количество тепла отдала вода, охладившись до 50°. Найдем массу воды в колбе:
Q2=c2*m1*(t1-t2)
Отсюда m1=Q2/(c2*(t1-t2))=28575/(4200*(80-50)=0,23кг
Масса воды в колбе стала:
m4=m1+m2=0,23+0,05=0,28кг
Для того, чтобы охладить такое количество воды от 50°С до 0°С поглощается следующее количество тепла:
Q4=c2*m4*(t2-t4)=4200*0,28*(50-0)=58800Дж
Таким количеством тепла можно нагреть и расплавить лед следующей массы:
Q4=c2*m3*(t4-t3)+λm3.
Подставим значения и получим:
2100*m3*(0+15)+330000*m3=58800Дж
361500m3=58800
m3=0,16кг=160г