Балон об'ємом 100 л містить гелій під тиском р1=5*10(6) Па за температури Т1=300 К. Вентиль балона зіпсувався і гелій почав витікати. Коли вентиль відремонтували, тиск у балоні виявився рівним р2=5,1*10(6) Па, але температура підвищилася до Т2=340 К. Знайти масу гелію, яка витекла з балона. Молярна маса гелію М=4*10(-3) кг/моль

Объяснение:

Движение: Свободное падение с высоты h = 20 м со скоростью Vx = 15 м/с².   Ускорение  свободного падения g = 9.81 ≈ 10 м/с² (округлили)

Схема движения на рисунке в приложении.

1) S(t) = h - g*t²/2 - 20 - 10/2*t² - уравнение движения вниз - падения.

Находим время падения.

2) t = √(20/5) = 4 с - время падения - ответ.

Горизонтальное движение - равномерное со скоростью Vх = 15 м/с

3) X = Vх * t = 15 * 4 = 60 м - дальность полёта - ответ.

Скорость приземления.

Горизонтальная скорость так и остаётся - Vx = 15 м/с.

Вертикальная скорость падения с ускорением g = 10 м/с²

4) Vy = g * t = 10 * 4 = 40 м/с - скорость вниз.

Модуль вектора скорости находим по теореме Пифагора.

V² = Vx²  + Vy² = 15² + 40² = 225 + 1600 = 1825

V = √1825 ≈ 42.7 ≈ 43 м/с - скорость приземления - ответ.

Под каким углом падает.

tgα = 40/15 = 2.66

α = arctg 2.66 = 70° - угол падения - ответ.

В данной задаче происходит 2 процесса: 1. Нагревание воды; 2. Парообразование воды. Количество теплоты Q в этих слвчаях вычисляется по двум разным формулам,которые мы сейчас и применим. Количество теплоты при нагревании вычисляется так:

Q1=cm(t2-t1). Подставим числа в формулу и получим:

Q1=4200×10×(100-10)=3780000 Дж.

Теперь, вычислим количество теплоты для парообразования. Для этого нам не хватает величины, которая называется удельная теплота парообразования. Она обозначается буквой L и у воды равна 2,3×10^6 Дж/кг. В данном случае, количество теплоты вычисляется по формуле:

Q2=Lm. Подставим числа и получим:

Q2=2,3×10^6×10=23×10^6=23000000 Дж. Теперь, найдём общее количество теплоты, выделившееся при 2 процессах. Сделать это можно так:

Q=Q1+Q2. Подставим числа и получим:

Q=3780000+23000000=26780000 Дж. Это наш ответ, выразим его в МДж:

ответ: Q=26,78 МДж..