Объем одноатомного идеального газа данной массы уменьшился в 2 раза, а давление увеличилось в 3 раза. Как изменилась средняя кинетическая энергия молекул газа? P.S С объяснением

Показать ответ

Ответ:

alenasen12345

10.03.2022 22:56

1/2

Объяснение:

Рассмотрим некоторый момент времени, пока пленка еще не схлопнулась полностью (см. рисунок). Сила поверхностного натяжения равна:

$\displaystyle F=2\sigma L=4\pi \sigma x$

Жидкость, содержащаяся в пленке, собирается в кольцо масса которого равна массе жидкости в объеме образовавшейся "дырки":

$\displaystyle m=m_0\frac{x^2}{R^2}$

Запас энергии, которой обладает пленка, равна работе сил поверхностного натяжения на всем их пути:

$\displaystyle W=\int\limits^R_0 {4\pi\sigma x } \, dx =2\pi \sigma R^2$

Запишем второй закон Ньютона в импульсной форме:

$\displaystyle (mv)'=F$

$\displaystyle (m_0\frac{x^2}{R^2} v)'=F$

Раскроем производную из левой части выражения по правилу дифференцирования произведения и сложной функции:

$\displaystyle \frac{m_0}{R^2}(x^2v)'=\frac{m_0}{R^2}(2xv^2+x^2a)$

Таким образом:

$\displaystyle \frac{m_0}{R^2}(2xv^2+x^2a)=4\pi \sigma x$

Или

$\displaystyle v^2+\frac{1}{2}xa=\frac{2\pi \sigma R^2}{m_0}$

Продифференцируем его еще раз, учитывая, что производная константы есть ноль:

$\displaystyle 2va+\frac{1}{2}va+\frac{1}{2}xa'=0$

$\displaystyle 2.5va+\frac{1}{2}xa'=0$

Если а=const, то a'=0, однако v≠0 и равенство не выполняется, если v=const, то a=0 и a'=0 и равенство выполняется, таким образом пленка должна двигаться равномерно, с ускорением а=0, уравнение ее движения принимает вид:

$\displaystyle v^2=\frac{2\pi \sigma R^2}{m_0}$

Откуда, кинетическая энергия пленки к концу схлопывания:

$\displaystyle W_k=\frac{m_0}{2}\frac{2\pi \sigma R^}{m_0}=\pi \sigma R^2$

Отношение кинетической энергии к полной:

$\displaystyle \frac{W_k}{W}=\frac{\pi \sigma R^2}{2\pi \sigma R^2} =\frac{1}{2}$

Таким образом, только половина полной энергии перейдет в кинетическую.

На тонкое проволочное кольцо радиусом r натянута мыльная пленка массой 1 грамм, коэффициент поверхно

0,0(0 оценок)

Ответ:

Fewfie

19.09.2020 06:07

Нет, не может

Объяснение:

Если существует различие между зарядами электрона и протона, то Землю можно считать равномерно заряженным шаром с объемной плотностью заряда, равной:

$\displaystyle \rho'=n\Delta q$

где n - концентрация атомов:

$\displaystyle n=\frac{\rho}{m_0}=\frac{\rho}{Zm_p+(A-Z)m_n}=\frac{\rho}{Z(m_p+m_n)}$

Заряд одного атома:

$\displaystyle \Delta q=Z\Delta q_0=10^{-21}Ze$

Тогда, объемная плотность заряда:

$\displaystyle \rho'=\frac{\rho}{Z(m_p+m_n)}10^{-21}Ze=\frac{10^{-21}\rho e}{m_p+m_n}$

Заряд всей Земли:

$\displaystyle Q=\rho'V=\frac{10^{-21}\rho e}{m_p+m_n}\frac{4}{3}\pi R^3=\frac{10^{-21}*5000*1.6*10^{-19}*4*3.14*(6.4*10^6)^3}{3*2*1.67*10^{-27}} =$

$\displaystyle =2.6*10^{11}$ Кл

По аналогии с расчетом момента инерции шара, распределенный заряд также можно сконцентрировать вдоль кольца, с радиусом равным радиусу Земли и величиной:

$\displaystyle q=\frac{2}{5}Q=1.04*10^{11}$ Кл

Линейная плотность заряда такого кольца:

$\displaystyle \tau=\frac{q}{C}=\frac{q}{2\pi R}=\frac{1.04*10^{11}}{6.28*6.4*10^6}=2588$ Кл/м

За единицу времени, через фиксированное поперечное сечение кольца проходит заряд (он же ток, создаваемый кольцом):

$\displaystyle I=\tau L=\tau \omega R$

Произведение ωR есть не что иное, как линейная скорость точек на экваторе, равная 465 м/с, таким образом, ток:

$\displaystyle I=2588*465=1.2*10^6$ А

Оценим создаваемое им в центре магнитное поле:

$\displaystyle B=\frac{\mu_0I}{2R}=\frac{4\pi *10^{-7}*1.2*10^6}{2*6.4*10^6}=1.18*10^{-7}$ Тл

Сравнивая это значение с фактическим, видим, что оно на два порядка меньше, значит различие между зарядами электрона и протона, даже если бы оно было, не смогло бы создать магнитного поля Земли.

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика