Визначити густину водню при температурі 17 градусів с і тиску 204 кпа

Объяснение:

Определить плотность водорода при температуре 17 °С и давлении 204 кПа

Дано:

М( Н2 ) = 2 * 10^-3 кг/моль

t = 17 °C => T = 290 К

р = 204 кПа = 2,04 * 10^5 Па

ρ - ?

Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона

pV = ( mRT )/M

pV = ( mRT )/M | ÷ V

p = ( mRT )/( VM )

При ρ = m/V

p = ( ρRT )/M

Отсюда

ρ = ( pM )/( RT )

Где М = М( H2 ) = 2 * 10^-3 кг/моль

ρ = ( 2,04 * 10^5 * 2 * 10^-3 )/( 8,31 * 290 ) ≈ 0,17 кг/м³

Тут важно не только соотношение скоростей, но и соотношение масс частиц.

Альфа частица имеет массу, грубо говоря, как 4 протона, а бета-частица, это электрон, который в 1836 раз легче протона.

Значит бета-частица легче альфа-частицы в 1836*4 = 7344 раза.

Зато у нее скорость больше в 15 раз, а значит, кинетические энергии отличаются уже в 15 в квадрате раз (формула-то 0.5mv^2)

Но все равно, общее отличие энергий будет равно 15^2 / 7344 или примерно 1/32

У альфа частицы энергия все равно будет больше, в 32 раза

Кубик может подпрыгнуть, если модуль силы F¯, действующей на него со стороны пули, окажется большим модуля силы тяжести Mg=1Н .Найдем эту силу. Для этого рассмотрим пулю. На нее со стороны кубика действует такая же по модулю, но противоположная по направлению сила и сила тяжести mg.

Скорость пули при пролете сквозь кубик меняется незначительно: ее изменение равно 5м/с, что составляет всего 5% от скорости пули при входе в кубик. Поэтому можно считать, что сила F¯ не зависит от скорости пули и постоянна.

Импульс пули при пролете сквозь кубик меняется благодаря действию на пулю двух сил - силы тяжести и силы трения.

Если время, за которое пуля пролетает сквозь кубик, обозначить через τ, то m(v1−v2)=(F+mg)τ. (1)

Время τ найти нетрудно. Так как силы, действующие на кубик, постоянны, то постоянно и ускорение пули, а значит, скорость пули меняется со временем линейно.

Поэтому средняя скорость движения пули в кубике равна

vср=v1+v22

. Следовательно, пуля пролетает сквозь кубик за время τ=hvср=2av1+v2≈10−3с

Подставив это значение τ в формулу (1), найдем:

F=m(v1−v2)−μgττ≈50НF Так как τ мало, то величина mgτ много меньше изменении импульса пули и ею можно пренебречь. Сила F оказалась больше силы тяжести, которая действует на кубик. Поэтому кубик подскочит.