Решение. Определим энергию которая необходима для плавления льда взятого при температуре плавления: Qл = m1∙λ (1).λ = 33∙104 Дж/кг. Qл = 16,5∙104 Дж. Определим количество теплоты которая выделится при остывании воды от 80 0С до 0 0С: Qв = с∙m2∙(t2 – t1) (2).с = 4200 Дж/кг∙0С. Qв = -3,36∙104 Дж. Количество теплоты которое выделится при остывании воды от 80 0С до 0 0С меньше чем энергия которая необходима для плавления льда взятого при температуре плавления. Часть льда расплавится, часть останется в твердом состоянии. Энергия которая выделится при остывании воды пойдет на плавление части льда. Определим массу льда который расплавится:QB=m⋅λ, m=QBλ.m = 0,102 кг.
Сделаем чертеж. Покажем силы, действующие на помещенный заряд.
Дважды запишем закон Кулона:
F₁ = k·q₁·q / (r-x)²
F₂ = k·q₂·q / (x)²
По условию заряды q₁ и q₂ уже закреплены, то для равновесия заряда q необходимо, чтобы силы F₁ и F₂ были по модулю одинаковыми:
F₁ = F₂.
Тогда:
k·q₁·q / (r-x)² = k·q₂·q / (x)²
q₁/ (r-x)² = q₂/ (x)²
(r-x)²/x² = q₁/q₂
Извлекая квадратный корень,
(r-x)/x = √(q₁/q₂)
r/x - 1 = √(q₁/q₂)
r/x = 1 + √(q₁/q₂)
Окончательно:
x = r / (1 + √(q₁/q₂))
Подставляя данные, получаем:
x = 2,0 / (1 + √(10/15))
x ≈ 1,1 мм
Замечание: Заметим, что в этой задаче не было необходимости данные представлять в СИ, поскольку при вычислении результата мы имели дело с ОТНОШЕНИЕМ однородных величин.
Определим энергию которая необходима для плавления льда взятого при температуре плавления:
Qл = m1∙λ (1).λ = 33∙104 Дж/кг.
Qл = 16,5∙104 Дж.
Определим количество теплоты которая выделится при остывании воды от 80 0С до 0 0С:
Qв = с∙m2∙(t2 – t1) (2).с = 4200 Дж/кг∙0С.
Qв = -3,36∙104 Дж.
Количество теплоты которое выделится при остывании воды от 80 0С до 0 0С меньше чем энергия которая необходима для плавления льда взятого при температуре плавления.
Часть льда расплавится, часть останется в твердом состоянии. Энергия которая выделится при остывании воды пойдет на плавление части льда.
Определим массу льда который расплавится:QB=m⋅λ, m=QBλ.m = 0,102 кг.
1,1 мм
Объяснение:
Дано:
q₁ = 10 мКл
q₂ = 15 мКл
r = 2,0 мм
q
___________
x - ?
Сделаем чертеж. Покажем силы, действующие на помещенный заряд.
Дважды запишем закон Кулона:
F₁ = k·q₁·q / (r-x)²
F₂ = k·q₂·q / (x)²
По условию заряды q₁ и q₂ уже закреплены, то для равновесия заряда q необходимо, чтобы силы F₁ и F₂ были по модулю одинаковыми:
F₁ = F₂.
Тогда:
k·q₁·q / (r-x)² = k·q₂·q / (x)²
q₁/ (r-x)² = q₂/ (x)²
(r-x)²/x² = q₁/q₂
Извлекая квадратный корень,
(r-x)/x = √(q₁/q₂)
r/x - 1 = √(q₁/q₂)
r/x = 1 + √(q₁/q₂)
Окончательно:
x = r / (1 + √(q₁/q₂))
Подставляя данные, получаем:
x = 2,0 / (1 + √(10/15))
x ≈ 1,1 мм
Замечание: Заметим, что в этой задаче не было необходимости данные представлять в СИ, поскольку при вычислении результата мы имели дело с ОТНОШЕНИЕМ однородных величин.