На внутреннюю поверхность воды в аквариуме (n = 4/3) луч света падает под предельным углом полного отражения. выйдет ли он в воздух, если на поверхность воды налить слой кедрового масла (n2 = 1, 52)? плотность кедрового масла   0, 94 г/см3 . ответ обоснуйте. главное объясните что да как

Если налить слой кедрового масла оно будет отражать получаемый спектр и при этом луч выйдет в воздух. Но оно будет попадать только на масло, так как плотность масла больше плотности воды и это не даст лучу преломлятся в воде.

Обозначим площадь основания цилиндра S = 1,2 дм² = 0,012 м², массу поршня m = 2,5 кг, первоначальный объем воздуха V₁ = 5л = 5*10⁻³м³, конечный объем воздуха V₂, изменение температуры ΔT = 850К, работу A = 1,5 кДж = 1500 Дж, наружное давление p₀ = 100кПа = 10⁵ Па, первоначальную температуру воздуха T₁, конечную температуру T₂.

При изобарном расширении давление газа остается постоянным. Оно равно сумме наружного давления p₀ и давления оказываемого со стороны поршня p₁. На поршень действует сила тяжести F = mg, где m - масса поршня. Тогда давление с его стороны p₁ = F/S = mg/S, где S - площадь основания цилиндра. Тогда давление газа p = p₀ + p₁ = p₀ + F/S = p₀ + mg/S. При изобарном процессе работа равна A = pΔV = p(V₂ - V₁) => pV₂ = A + pV₁ => V₂ = (A + pV₁)/p = A/p + V₁ = A/(p₀ + mg/S) + V₁ . Согласно уравнению изобарного процесса V₁/T₁ = V₂/T₂. Так как T₂ = T₁ + ΔT, то получаем V₁/T₁ = V₂/(T₁ + ΔT)=> V₂T₁ = V₁(T₁ + ΔT) => V₂T₁ - V₁T₁ = V₁ΔT => T₁(V₂ - V₁) = V₁ΔT => T₁ = V₁ΔT/(V₂ - V₁) = V₁ΔT/[A/(p₀ + mg/S) + V₁ - V₁)] = V₁ΔT/[A/(p₀ + mg/S)] = 5*10⁻³*850/[1500/(10⁵ + 2,5*10/0,012) ≈ 283К.

Дано:

n=30 квт=30*10^3 вт

s=1см2=10^-4 м2

deltat=15 град

с=4200 дж/кг*с

р=1000 кг/м3 =10^3 кг/м3

u -?

решение

это не гидродинамика - это просто теплообмен.

сечение трубки s

длина трубки l

вода находится в режиме нагрева время t  на длине l при скорости течения   u.

тогда за время t  пройдет объем воды v=s*l=s*u*t

плотность воды     p

масса воды  m=v*p=s*u*t*p

тогда скорость течения

u= m/(s*t*p)  (1)

при установившемся режиме deltat = 15 град

тогда количество тепла q=cm*deltat  (2)

если    n- мощность , то количество тепла также q=n*t (3)

по условию   потерь тепла нет, тогда приравняем

n*t = cm*deltat 

выразим массу

m= n*t  / (c*deltat  ) <   в (1)

u= n*t  / (c*deltat  ) *1/(s*t*p)  <   t  и преобразуем

u=n / (c*deltat*s*p)  < численные значения

u=30*10^3 / (4200*15*10^-4*10^3) = 4.76 м/с

ответ  4.76 м/с