20 ! найди толщину прозрачной пластины, если время, за которое нормально луч проходит по пластинке, отражается от нижней грани и возвращается в воздух — 0,006 мкс. абсолютный показатель преломления вещества, из которого изготовлена пластина, равен 1,31.
так как тело заряжено положительно, то оно будет притягиваться к отрицательно заряженной обкладке, т.е. сила F = q E со стороны электрического поля, действующая на тело, направлена вертикально вниз
электрическое поле движению тела. с учетом этого запишем закон сохранения энергии:
mgL + q E S cosβ = (m v²)/2 + mgh,
где S - это модуль вектора перемещения тела (отрезок, соединяющий начальное и конечное положения), cosβ - угол между векторами силы и перемещения
из чертежа нетрудно получить, что
S = L
β = (π/2) - α
h = L (1 - cosα)
таким образом, ЗСЭ примет вид:
2 gL + 2 qE L sinα = v² + 2 gL (1 - cosα)
v² = 2 gL cosα + 2 qE L sinα
так как мы предполагаем, что нить не растяжима, то тело движется по окружности, поэтому оно в нужный нам момент обладает центростремительным ускорением a = v²/L, направленным вдоль нити. запишем уравнение динамики:
T - (mg + qE) cosα = m (v²/L)
T = mg cosα + qE cosα + 2 mg cosα + 2 mqE sinα
T = 3 mg cosα + q E cosα (1 + 2m tgα)
T = 300*0.866+5*10^(-6)*2*10^(3)*0.866*(1+20*0.577) ≈ 260 H
m=0.56 кГ (N2)
T2 = 370 К
A' = 16.62 кДж
μ = 0.028 кГ/моль
T1 - ?
запишем первое начало термодинамики.
δQ = dU + pdV = ν* Cv*dT + p*dV (1)
из уравнения Менделеева-Клапейрона находим
p*dV = ν*R*dT ==>> dT = p*dV / (ν*R) (2)
подставляем (2) в (1)
δQ = Cv*p*dV / R + p*dV = p*dV*(1+Cv/R) = p*dV*Cp / R = p*dV *(i+2)/2 = p*dV*7/2 = - δA' * 7/2
(т.к. число степеней свободы i=5; δA = -δA' , т.е. работа, совершенная газом, равна работе, совершенной над газом со знаком минус)
вернемся к первому началу термодинамики.
Q=ΔU + A ==>> ΔU = Q+A' = A' * (1-7/2) = -A' *5/2 (3)
ΔU = ν *5/2 *R*ΔT (4)
приравниваем (3) и (4)
ν *5/2 *R*ΔT = -A' *5/2
ν *R*ΔT = -A'
поскольку ΔT = T2 - T1 ,то
T1 = A' / (ν *R) + T2 = A' *μ / (m*R) + T2 = 16620 * 0.028 / (0.56*8.31) + 370 = 470 K