c - удельная теплоёмкость ( для льда 2060 Дж / кг * С ) m - масса ( 500 г = 0,5 кг ) Δt - разности температур ( 0 С ( температура плавления ) - ( - 40 С ) = 0 + 40 = 40 С )
Q₁ = 2060 * 0,5 * 40 = 41200 Дж
Теперь плавим:
Q₂ = λ * m
λ - удельная теплота плавления ( для льда 340000 Дж / кг ) m - масса ( 0,5 кг )
Q₂ = 340000 * 0,5 = 170000 Дж
Полученную воду нагреваем до 100 С:
Q₃ = c₁mΔt
c₁ = 4200 Дж / кг * С m = 0,5 кг Δt - разности температур ( 100 С - 0 С = 100 С )
Q₃ = 4200 * 0,5 * 100 = 210000 Дж
Наконец-то испаряем:
Q₄ = L * m
L - удельная теплота парообразования ( 2256000 Дж / кг ) m = 0,5 кг
Добрый день! В вашем вопросе речь идет о законе преломления, который гласит: угол падения равен углу преломления, умноженному на показатель преломления.
У нас есть следующие данные:
Угол падения (θ1) - неизвестный угол, под которым падает луч на границу раздела;
Угол преломления (θ2) - угол, на который луч преломляется внутри жидкости;
Показатель преломления (n) жидкости - неизвестный показатель преломления жидкости;
Скорость света в жидкости (v) - 1,73×108 м/с.
Нам нужно найти угол падения (θ1), для которого угол преломления (θ2) будет в 2 раза меньше угла падения.
Давайте решим эту задачу.
У нас есть следующая формула, из которой мы можем найти показатель преломления жидкости (n):
n = c1 / c2,
где c1 - скорость света в воздухе, а c2 - скорость света в жидкости.
Для начала найдем показатель преломления жидкости.
У нас скорость света в воздухе (c1) равна скорости света в вакууме, что примерно равно 3 × 108 м/с.
Тогда, зная показатель преломления жидкости, мы сможем определить угол преломления (θ2), используя закон преломления и этот показатель.
Выражение для нахождения угла преломления:
sin(θ2) = n * sin(θ1).
Теперь мы можем записать выражение для нахождения угла падения (θ1), используя условие задачи: угол преломления (θ2) должен быть в 2 раза меньше угла падения (θ1).
sin(θ2) = n * sin(θ1) => sin(θ2) = n * sin(2 * θ2).
Теперь выражаем sin(θ1) через sin(θ2):
sin(θ1) = sin(2 * θ2) / n.
Используя известное значение показателя преломления жидкости (n) и значения угла преломления (θ2) равного половине угла падения (θ1), мы можем найти sin(θ1).
Теперь, с помощью обратной тригонометрической функции, мы найдем угол падения (θ1).
Давайте решим эту задачу численно, сделав предположение, что угол падения (θ1) равен 45 градусам:
sin(θ1) = sin(2 * θ2) / n
sin(45) = sin(2 * (45/2)) / n
1/√2 = sin(45) = sin(45) / n,
Теперь найдем показатель преломления жидкости (n):
1/√2 = sin(45) / n
n = sin(45) / (1/√2)
n = √2.
Теперь зная показатель преломления жидкости (n), мы можем найти угол преломления (θ2):
Теперь найдем угол преломления (θ2) с помощью обратной тригонометрической функции:
θ2 = arcsin(1)
θ2 = 90 градусов.
Таким образом, угол преломления (θ2) равен 90 градусам при угле падения (θ1), равном 45 градусам. Ответ: под углом 45 градусов должен падать на границу раздела сред луч, идущий из воздуха в жидкость, чтобы угол преломления был в 2 раза меньше угла падения.
Для решения данной задачи, нам понадобятся основные принципы работы идеальной тепловой машины и закон сохранения энергии.
Идеальная тепловая машина (пусть будет М) работает по циклу Карно и состоит из двух резервуаров - нагревателя (пусть будет Res1) и холодильника (пусть будет Res2). Теплота Q1 полученная от Res1, поступает в рабочее тело машины и часть этой теплоты (2/3 от Q1) отдается в холодильник Res2. Вопрос заключается в определении температуры нагревателя Res1.
Для решения задачи, применяется закон сохранения энергии. Согласно этому закону:
Q1 = Q2 + W,
где Q1 - теплота, получаемая от нагревателя,
Q2 - теплота, отдаваемая холодильнику,
W - работа, выполненная машиной.
Так как машина идеальна, то W будет равен разности теплот полученных и отданных:
W = Q1 - Q2.
Из условия задачи, нам дано, что 2/3 теплоты полученной от нагревателя, рабочее тело отдаёт холодильнику. Поэтому Q2 = (2/3)Q1.
Подставляя это в уравнение закона сохранения энергии, получаем:
W = Q1 - (2/3)Q1,
W = (1/3)Q1.
Так как машина работает по циклу Карно, то работу машины можно выразить через температуры нагревателя и холодильника следующим образом:
W = (Q1 / T1) - (Q2 / T2),
где T1 и T2 - температуры нагревателя и холодильника соответственно.
Подставляя выражение для W из уравнения закона сохранения энергии, получаем:
(1/3)(Q1) = (Q1 / T1) - (2/3)(Q1 / T2).
Теперь, мы знаем, что температура холодильника равна 0 градусов Цельсия, поэтому T2 = 0.
Подставляя это значение, получаем:
(1/3)(Q1) = (Q1 / T1) - (2/3)(Q1 / 0).
Так как делить на 0 невозможно, то уравнение примет следующий вид:
(1/3)(Q1) = (Q1 / T1) - бесконечность.
Определять конкретное численное значение будет сложно, так как выводится бесконечность. Но мы можем сделать качественные выводы.
Из уравнения видно, что температура нагревателя T1 должна быть достаточно большой, чтобы разность между Q1/T1 и 2/3(Q1/0) была положительной, чтобы работа машины существовала. Однако, конкретное численное значение нам не известно без дополнительных данных.
В итоге, ответ на вопрос о температуре нагревателя будет следующим - температура нагревателя должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить физическую возможность работы идеальной тепловой машины, но точное численное значение не может быть определено без дополнительных данных.
Сначала нагреваем лёд до температуры плавления:
Q₁ = cmΔt
c - удельная теплоёмкость ( для льда 2060 Дж / кг * С )
m - масса ( 500 г = 0,5 кг )
Δt - разности температур ( 0 С ( температура плавления ) - ( - 40 С ) = 0 + 40 = 40 С )
Q₁ = 2060 * 0,5 * 40 = 41200 Дж
Теперь плавим:
Q₂ = λ * m
λ - удельная теплота плавления ( для льда 340000 Дж / кг )
m - масса ( 0,5 кг )
Q₂ = 340000 * 0,5 = 170000 Дж
Полученную воду нагреваем до 100 С:
Q₃ = c₁mΔt
c₁ = 4200 Дж / кг * С
m = 0,5 кг
Δt - разности температур ( 100 С - 0 С = 100 С )
Q₃ = 4200 * 0,5 * 100 = 210000 Дж
Наконец-то испаряем:
Q₄ = L * m
L - удельная теплота парообразования ( 2256000 Дж / кг )
m = 0,5 кг
Q₄ = 2256000 * 0,5 = 1128000 Дж
Общее кол-во теплоты:
Q = 41200 + 170000 + 210000 + 1128000 = 1549200 Дж = 1,5492 МДж