Маятник Максвелла представляет собой диск, неподвижно закрепленный на тонком стержне. На концах стержня симметрично относительно диска закреплены нити, с которых маятник подвешен к штативу. При вращении маятника нити могут наматываться на стержень или сматываться с него, обеспечивая тем самым перемещение маятника вверх - вниз. Если, намотав нити на ось, поднять маятник на некоторую высоту и отпустить его, то он начнет опускаться под действием силы тяжести, приобретая одновременно и вращательное движение. В нижней точке, когда маятник опустится на полную длину нитей, поступательное движение вниз прекратится. Нити станут наматываться на вращающийся по инерции стержень, а маятник начнет подниматься вверх, постепенно замедляя свое вращение. После достижения наивысшей точки цикл колебательного движения возобновится.
Если mg — сила тяготения; T — сила натяжения одной нити; R — радиус стержня; J — момент инерции маятника; тогда уравнение для поступательного движения можно записать так:
mg − 2T = ma,
где a — ускорение центра масс. Уравнение для вращательного движения при этом будет иметь вид:
M = mR(g − a) = 2TR=J ε,
где ε – угловое ускорение.
Маятник движется с постоянным ускорением. Если h – расстояние, пройденное за время t, при равноускоренном движении с нулевой начальной скоростью, то момент инерции можно найти по формуле:
J=mR2((gt2)/(2h)-1)
Дано:
m=290г=0,29кг
T=600К
p=2,46МПа=2,46*106Па
V=30л=3*10-2м3
μ1=2*10-3кг/моль -(молярная масса водорода)
μ2=28*10-3кг/моль -(молярная масса азота)
Решение:Для смеси газов справедлив закон Дальтона:
(1) p=p1+p2
(где p1 и p2- порциальные давления водорода и азота соответственно)
из закона Менделеева-Клайперона можно вычислить давление:
(2) p*V=(m/μ)*R*T
Из (1) и (2), учитывая, что оба газа занимают объем V, получаем:
(3) p*V= (m1/μ1)*R*T + (m2/μ2)*R*T
p*V= ((m1/μ1) + (m2/μ2))*R*T
Так как весь газ весит m, то m1=m-m2, подставим это в (3):
P*V/ (R*T)= (μ2*m - μ2*m2 + μ1*m2)/(μ1*μ2)
m2=((p*V*μ1*μ2)/(R*T)-μ2*m)/(μ1-μ2)
m2=((2,46*106Па*3*10-2м3*2*10-3кг/моль *28*10-3кг/моль)/(8,31Дж/(моль*К)*600К) -28*10-3кг/моль *0,29 кг)/(2*10-3кг/моль - 28*10-3кг/моль)= 0,280 кг=280г
m1=m-m2=0,29кг-0,28кг=0,01кг=10г
ответ: масса водорода m1=10г, масса азота m2=280г.
Объяснение:
Вроде так
Po=1400кг/2*10^-3=7*10^5кг/м^3