На скільки зменшиться висота стовпчика води в капілярній трубці діаметром 1 мм, якщо температуру води збільшити з 20 градусів Цельсія до 80 градусів Цельсія? Відомо, що поверхневий натяг воды при температурі 20 градусів Цельсія дорівнюе 73 mH/м, а при температурі 80 градусів Цельсія - 63 mH/м. Густина води дорівнюе 1000 кг/м3, g=10м/с2. Тепловим розширенням тіл під час нагрівання знехтуйте

Дано:

m=15*10^-3 кг.

E0=200 МэВ=200*10^6 эВ.

E=?

n=235 г/моль=235*10^-3 кг/моль. (Элемент {235}_{U}235

U

). (Молярная масса урана-235).

N=6,02*10^23 моль. - Число Авогадро.

Энергия, выделяющаяся при делении N - го кол-ва ядер Урана-235 высчитывается по формуле:

E=E0*N;E=E0∗N; (1)

Где N - число атомов, содержащихся в m граммах урана-235.

Получаем:

\begin{lgathered}N=v*Na;\\\end{lgathered}

N=v∗Na;

(2)

Где v - кол-во ве-ва, формула которого:

\begin{lgathered}v=\frac{m}{n};\\\end{lgathered}

v=

n

m

;

(3)

Подставляем формулу 3, 2 в формулу 1:

\begin{lgathered}E=E0*\frac{m}{n}*Na;\\\end{lgathered}

E=E0∗

n

m

∗Na;

Считаем: (Попутно переводя эВ в Дж).

E=200*10^6*1,6*10^-19*(0,015/0,235)*6,02*10^23=1,22*10^12 Дж.

ответ: E=1,22*10^12 Дж.

Конечная температура воды 10 + 25,5 = 35,5°С

Так как при погружении детали в воду их температуры выровнялись, то конечная температура детали тоже стала 35,5°С.

2) Предположим, что потери тепла в окружающую среду отсутствует, тогда количество тепла, отданное деталью, равно количеству тепла, приобретенного водой, поэтому можем записать:

с(в) * m(в) * Δt(в) = c(д) *  m(д) * Δ t(д)

где:

с(в) и с(д) - соответственно теплоемкости воды и материала, из которого изготовлена деталь. с(в) = 4200 Дж/(кг*град)

m(в) и m(д) - соответственно массы воды и детали. m(в) = 0,6 кг,

m(д) = 2 кг

Находим отсюда теплоемкость материала детали:

с(д) = с(в)*m(в)*Δ t (в)/m(д)*Δ t (д)= 0,6*4200*25,5/(2*64,5) = 498Дж/(кг*град)

Скорее всего это сталь, по справочнику теплоемкость стали равна 500Дж/(кг*град)