Вычислите энергию связи нуклонов в ядре атома изотопа азота N725.
Масса ядра изотопа азота равна m = 25,06066 а. е. м.
Масса свободного протона равна mp = 1,00728 а. е. м.
Масса свободного нейтрона равна mn = 1,00866 а. е. м.
(ответ запиши с точностью до десятых).
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
m = 5,1 т = 5100 кг
L = 248 см = 2,48 м
d = 25 см = 0,25 м
Площадь соприкосновения гусеницы трактора с землёй равна произведению длины соприкасающейся части гусеницы и её ширины:
L*d = S1
Гусениц у трактора две, тогда общая площадь соприкосновения будет:
So = 2*S1 = 2*L*d
Давление равно отношению силы к площади поверхности, к которой приложена сила:
p = F/S
Сила, с которой трактор давит на землю - это его вес. А его вес равен силе тяжести:
F = P = mg
Тогда давление будет:
р = F/S = mg/So = mg/2S1 = 5100*10/2*2,48*0,25 = 41129,03... = 41129 Па = 41,129 кПа = 41 кПа
ответ: примерно 41 кПа или по 20,5 кПа на каждую из гусениц.