P = 2/3 * n*<Ek>, Ek - средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул кислорода, n - концентрация молекул, р - давление <Ek> = m₀*<v>²/2, m₀ - масса молекулы кислорода, <v> - средняя скорость хаотического движения молекул кислорода m₀ = M(O₂)/Na, M(O₂) = 32*10⁻³ кг/моль - молярная масса кислорода, Na = 6,02*10²³ моль⁻¹ - постоянная Авогадро Сводим формулу и получаем p = 2/3 * n * M(O₂)/Na * <v>²/2 p = 1/3 * n * M(O₂)/(Na * <v>²) n = 3*p*Na / (M(O₂)*<v>²) = 3*5*10⁵ Па*6,02*10²³ моль⁻¹ / (32*10⁻³ кг/моль * (500 м/с)²) ≈ 1,1*10²⁶ м⁻³
<Ek> = m₀*<v>²/2, m₀ - масса молекулы кислорода, <v> - средняя скорость хаотического движения молекул кислорода
m₀ = M(O₂)/Na, M(O₂) = 32*10⁻³ кг/моль - молярная масса кислорода,
Na = 6,02*10²³ моль⁻¹ - постоянная Авогадро
Сводим формулу и получаем p = 2/3 * n * M(O₂)/Na * <v>²/2
p = 1/3 * n * M(O₂)/(Na * <v>²)
n = 3*p*Na / (M(O₂)*<v>²) = 3*5*10⁵ Па*6,02*10²³ моль⁻¹ / (32*10⁻³ кг/моль * (500 м/с)²) ≈ 1,1*10²⁶ м⁻³
По закону сохранения энергии
Q1=A1. ( это при остывании воды до нуля) .
Q1=c*m*(t2 - t1). ( c - удельная теплоемкость воды, m -её масса, t1-начальная температура воды=20град, t2 -конечная температура=0град) .
А1=Р*T1. ( P - мощность камеры, Т1-время=300с ). приравняем
c*m*( t2 - t1)=P*T1. Аналогично для замерзания
- лямбда*m =P*T2. ( T2 -время замерзания, лямбда - удельная теплота плавления льда=334000Дж/кг) разделим данные равенства друг на друга
c*m*( t2 - t1) / - лямбда*m = P*T1 / P*T2. сократим m, P.
с*( t2 - t1) / - лямбда = T1 / T2. выразим Т2.
Т2= ( - лямбда) *Т1 / c*( t2 - t1).
T2= ( -334000)*300 / 4200*( 0 - 20)=1193c. ( 19,88 мин ).
Объяснение: