нужно решить задачу номер 4

Объяснение:

Дано:

m₁ = 20 г

M₁ = 4 г/моль - молярная масса гелия

m₂ = 10 г

M₂ = 20 г/моль - молярная масса неона

t = 27°C;            T = 273 + 27 = 300 К

U - ?

И гелий, и неон - атомарные газы. Для них число степеней свободы

i = 3.

Найдем количество вещества.

Для гелия:

ν₁ = m₁/M₁ = 20 / 4 = 5 моль

Для неона:

ν₂ = m₂/M₁ = 10 / 20 = 0,5 моль

Внутренняя энергия  гелия:

U₁ = (i/2)·v₁·R·T = (3/2)·5·8,31·300 ≈ 18 700 Дж

Внутренняя энергия  неона:

U₂ = (i/2)·v₂·R·T = (3/2)·0,5·8,31·300 ≈ 1 900 Дж

Суммарная энергия:

U = U₁+U₂ = 18700 + 1900 ≈ 21 кДж

Дано:

R1 = 2 Ом

R2 = 4 Ом

R3 = 6 Ом

U = 10 В

t = 10 мин = 600 с

Q - ?

Найдём эквивалентное сопротивление участка (общее сопротивление). R1 и R2 соединены последовательно между собой, а с R3 - параллельно.

1) R12 = R1 + R2

2) 1/R123 = 1/R12 + 1/R3 = (R3 + R12)/R12*R3, тогда:

R123 = (R12*R3)/(R12 + R3) = (R1 + R2)*R3/(R1 + R2 + R3)

Теперь возьмём формулу работы (тепло, выделяющееся в проводниках, равно работе тока):

Q = A = U*I*t - представим I как U/R:

Q = U*(U/R)*t = (U²/R)*t - подставляем сюда выражение для общего сопротивления и находим значение:

Q = (U² : (R1 + R2)*R3/(R1 + R2 + R3))*t = t*U²*(R1 + R2 + R3)/((R1 + R2)*R3)) = 600*10²*(2 + 4 + 6)/((2 + 4)*6)) = 600*100*12/36 = 100*6*100*2*6/(6*6) = 100*100*2 = 20000 = 20 кДж

ответ: 20 кДж.