Мощность P = 6 Вт, площадь пластины S = 10 см², коэффициент отражения R = 0.6
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине. - Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п - Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади: p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине.
- Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п
- Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п
Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона
F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади:
p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
ответ. p = 32 мкПа
Объяснение:
Дано:
ν = 1 моль
i = 3 - (число степеней свободы одноатомного газа)
<Vкв₁> = 350 м/с
<Vкв₂> = 380 м/с
p - const
A = 292 Дж
M - ?
1)
Учтем, что среднеквадратичная скорость:
<Vкв> = √ (3·R·T/M)
Возведем в квадрат:
<Vкв>² = 3·R·T/M
Тогда температура:
T₁ = <Vкв₁>² ·M / (3·R)
T₂ = <Vкв₂>² ·M / (3·R)
Разность температур:
ΔT = T₂ - T₁ = (<Vкв₂>² - <Vкв₁>²) ·M / (3·R)
Чтобы не загромождать решение, вычислим:
ΔT = (380² - 350²) ·M / (3·8,31) ≈ 878·M (К) (1)
2)
Работа при изобарном процессе:
A = ν·R·ΔT
или, с учетом результата (1)
A = 878·ν·R·M
Молярная масса:
M = A / (878·ν·R) = 292 / (878·1·8,31) ≈ 40·10⁻³ кг/моль (похоже на Ar (аргон))