масса лабораторной ракеты 200 г, в том числе горючего вещества 30 г. горючее вещество мгновенно горит, и выделенный газ мгновенно выходит из сопло со скоростью 100 м/с, какую скорость получает ракета?
Согласно первому началу термодинамики в изобарном процессе внешнее тепло идет на совершение газом работы и увеличение его внутренней энергии:
Q=\Delta U плюс A.
В изохорном процессе газ не совершает работы, значит, ему нужно передать меньшее количество теплоты для нагрева.
Внутренняя энергия идеального газа связана с температурой соотношением
{U} = дробь, числитель — 3, знаменатель — 2 \nu R T.
Таким образом, приращение внутренней энергии зависит только от изменения температуры газа. В обоих процессах тепература изменяется на одинаковую величину, значит, приращение внутренней энергии не изменится.
Дано:
Mп/Мз = 0,003
Rп/Rз = 0,018
m = 222 кг
g = 9,8 м/с²
Р - ?
Составим уравнение для отношения ускорения свободного падения на Плутоне gП к ускорению свободного падения на Земле gЗ:
g = G*(M/R²) =>
=> gП/gЗ = [G*(Mп/Rп²)] : [G*(Мз/Rз²)] = (Mп/Rп²)*(Rз²/Мз) = (Мп/Мз)*(Rз²/Rп²) = (Мп/Мз)*(Rз/Rп)² = (Мп/Мз)*[1/(Rп/Rз)]²
Значит, ускорение свободного падения на Плутоне:
gП = gЗ*(Мп/Мз)*[1/(Rп/Rз)]²
Вес в данном случае равен силе тяжести (считаем, что аппарат спускают равномерно):
Р = m*gП = m*gЗ*(Мп/Мз)*[1/(Rп/Rз)]² = 222*9,8*(0,003)*(1/0,018)² = 20144,444444... = 20144,4 Н
ответ: примерно 20144,4 Н.
Согласно первому началу термодинамики в изобарном процессе внешнее тепло идет на совершение газом работы и увеличение его внутренней энергии:
Q=\Delta U плюс A.
В изохорном процессе газ не совершает работы, значит, ему нужно передать меньшее количество теплоты для нагрева.
Внутренняя энергия идеального газа связана с температурой соотношением
{U} = дробь, числитель — 3, знаменатель — 2 \nu R T.
Таким образом, приращение внутренней энергии зависит только от изменения температуры газа. В обоих процессах тепература изменяется на одинаковую величину, значит, приращение внутренней энергии не изменится.
ответ: 13.