Дано: V = 2 л = 0,002 м³, t₁=20 ⁰C, t₂=100⁰C, c(воды) =4200 Дж/кг*⁰С, с (стали) = 500 Дж/кг*⁰С, r (пары)=2300000 Дж/ кг, ρ (воды) = 1000 кг/м³, m(пары) = 10 г=0.01 кг, m( стали) = 300 г=0,3 кг.
Знайти: Q-?
Решение: Q = Q₁+Q₂+Q₃, где Q₁- количество теплоты при нагревании воды, Q₂ - количество теплоты при нагревании стали, Q₃- количество теплоты при испарении воды.
Q₁=c(воды)*ρ(воды)*V*(t₂-t₁), Q₁= 4200*1000*0,002*(100-20)=672000 (Дж)
Q₂=с(стали)* m( стали)*(t₂-t₁), Q₂=500*0,3*(100-20)=12000 (Дж)
Q₃=r (пары)*m(пары), Q₃=2300000*0,01= 23000 (Дж)
Q = 672000+12000+23000 = 696000 (Дж) = 696 (кДж)
ответ: 696 кДж.
Рожде́ние пар — в физике элементарных частиц обратный аннигиляции процесс, в котором возникают пары частица-античастица (реальные или виртуальные). Для появления реальной пары частиц закон сохранения энергии требует, чтобы энергия, затраченная в этом процессе, превышала удвоенную массу частицы. Минимальная энергия, необходимая для рождения пары данного типа, называется порогом рождения пар. Кроме того, для рождения реальной пары необходимо выполнение других законов сохранения, применимых к данному процессу. Так, законом сохранения импульса запрещено рождение одним фотоном в вакууме реальной электрон-позитронной пары (или пары любых других массивных частиц), поскольку единичный фотон в любой системе отсчёта несёт конечный импульс, а электрон-позитронная пара в своей системе центра масс обладает нулевым импульсом. Чтобы происходило рождение пар, необходимо, чтобы фотон находился в поле ядра или массивной заряженной частицы. Этот процесс происходит в области, имеющей размер комптоновской длины волны электрона λ = 2,4 × 10−10 см[1] (или, при рождении пар более тяжёлых частиц, например мюонов μ+μ−, размер их комптоновской длины волны).
Рождение электрон-позитронных пар при взаимодействии гамма-кванта с электромагнитным полем ядра (в сущности, с виртуальным фотоном) является преобладающим процессом потери энергии гамма-квантов в веществе при энергиях выше 3 МэВ (при более низких энергиях действуют в основном комптоновское рассеяние и фотоэффект, при энергиях ниже Ep = 2mec2 = 1,022 МэВ рождение пар вообще отсутствует). Вероятность рождения пары в таком процессе пропорциональна квадрату заряда ядра.
Рождение электрон-позитронных пар гамма-квантами (в камере Вильсона, помещённой в магнитное поле для разделения треков электрона и позитрона) впервые наблюдали Ирен и Фредерик Жолио-Кюри в 1933, а также Патрик Блэкетт, получивший в 1948 за это и другие открытия Нобелевскую премию по физике.
d=7*10^-6 м h=10^-6 м N=5*10^15 1/м³ Vo=5*10^-3 м³
ро=1 кг/м³ No=? N1=?
1) No=N*Vo=5*10^15*5*10^-3=25*10^12 шт. - количество в 5 л.
2) m=6.8*10^5*1.66*10^-27=11.3*10^-22 кг -масса молекулы
mo=po*V=m*N - общая масса
V=π*d²*h/4 - объем 1 шт.
N=po*π*d²*h/(4*m)=1*3.14*49*10^-12*10^-6/(4*11.3*10^-22)=3.4*10^4 шт.