Машина половину пути ехала со скоростью на 5 км/ч быстрее средней скорости, а вторую половину пути со скоростью в полтора раза меньше средней. Определите среднюю скорость машины.

N ≈ 1.57·10²³

Объяснение:

T = 315 K

<v> = 320 м/c

m = 20 г = 0,02 кг

Na = 6.022·10²³  1/моль - постоянная Авогадро

R = 8.31 Дж/(моль·К) - универсальная газовая постоянная

N - ?

По закону Клапейрона-Менделеева

pV = νRT

(р - давление, V - объём, ν - количество вещества)

ν = N/Na

pV = NRT/Na  (1)

Будем считать газ идеальным и одноатомным, тогда давление газа р можно вычислить как

р = nm₀<v>²/3 (n - концентрация, m₀ - масса молекулы)

n = N/V;  m₀ = m/N

Тогда

nm₀ = m/V

р = m<v>²/3V

и

pV =  m<v>²/3 (2)

Приравняем правые части уравнений (1) и (2)

NRT/Na = m<v>²/3

и выразим отсюда N

N =  m<v>²Na/3RT

N = 0.02 · 320² · 6.022·10²³ : (3 · 8.31 · 315)

N ≈ 1.57·10²³

Через t часов автомобиль догонит мотоцикл
S км - расстояние, на котором автомобиль догонит мотоцикл
20 * (t + 4) = S - расчёт этого расстояния для мотоцикла 
60 * t = S - расчёт этого же расстояния для автомобиля
Уравнение
60t = 20 * (t + 4)
 60t = 20t + 80
60t - 20t = 80
40t = 80
t = 80 : 40
t = 2 часа - искомое время
60 * 2 = 120 км - искомое расстояние S 
ответ: 2 ч; 120 км


1) 60 - 20 = 40 км/ч - скорость сближения
2) 20 * 4 = 80 км - начальное расстояние между ними
3) 80 : 40 = 2 ч - через это время встретятся
4) 60 * 2 = 120 км - на этом расстоянии встретятся
ответ: 2 ч; 120 км