Вычислите поглощённую двумя литрами льда дозу излучения, если вследствие поглощения этой дозы лед нагрелся на 0,03ºС. Удельная теплоемкость льда 2100Дж/(кг⋅ºС), плотность льда 920кг/м^3.

По горизонтали пучок движется по инерции, т.к. на него не действуют никакие силы, и проходит расстояние d, равное длине пластин:

d = V0 t => V0 = d / t.

по вертикали пучок движется по параболе под действием Кулоновской силы, которая равна по 2 закону Ньютона ma (пренебрегаем силой тяжести):

F = Ma,

E Q = Ma,

a = E Q / M.

при этом заряд Q пучка электронов равен Q = q * n, где q - заряд одного электрона, n - количество электронов

масса пучка электронов равна M = m * n, где m - масса одного электрона, n - число электронов

Тогда: a = E q / m.

по оси OY пучок электронов проходит расстояние, равное (начальная скорость в проекции на ось OY равна нулю, т.к. они перпендикулярны):

S = a t^2 / 2, где S - нам известно, 1 мм

S = E q t^2 / 2. Тогда

t = sqrt(2 S m / E q).

вернемся к движению относительно оси ОХ:

V0 = d / t = d / sqrt(2 S m / E q).

V0 = 5*10^-2 / sqrt(2 * 10^-3 * 9,1*10^-31 / 15*10^3 * 1,6*10^-19),

V0 = 5*10^-2 / sqrt(18,2*10^-34 / 24*10^-16),

V0 = 5*10^-2 / 8,706*10^-10,

V0 = 0,574*10^8 м/с

Q1 = L*m - количество теплоты, которое выделится при конденсации пара
L = 2 260 000 Дж/кг - удельная теплота конденсации пара
m = 8 кг - масса пара
Имеем:
Q1 = 2 260 000 ·8 = 18·10⁶ Дж

Q2 = c·m (t2 - t1)
c = 4200 Дж/кг·°С - удельная теплоемкость воды, получившейся из пара
t2 = 100°C
t1 = 20°C
Q2 = 4200·8·(100-20) = 2,7·10⁶ Дж

Общее количество теплоты:
Qo b= Q1 + Q2 = 20,7·10⁶ Дж

Количество теплоты на плавление льда:
Q3 = λ·mx = 0,33·10⁶ ·mx

По закону сохранения энергии:
Q3 = Qo
0,33·10⁶·mx = 20,7·10⁶
mx = 20,7 / 0,33 = 63 кг

ответ: :63 килограмма льда