Плоская монохроматическая волна (λ = 0,5 мкм) падает нормально на круглое отверстие радиусом r = 0,6 мм. В центре экрана, находящемся на расстоянии b1 = 18 см от отверстия, наблюдается темное пятно. На какое минимальное расстояние надо отодвинуть экран от отверстия, чтобы центр дифракционной картины остался темным? ответ укажите в сантиметрах точностью до целых.
○ однако это условие в данной задаче не выполняется, так как кинетическая энергия шарика идет на его нагревание и плавление с КПД 80% по условию. запишем это:
Q = 0.8 ΔEk или, если допустить, что начальная скорость шарика - ноль, то Q = 0.8 Ek
• количество теплоты Q пойдет на нагрев и плавление (отметим, что температура плавления свинца 327.5 °С):
Q = c m (327.5 - 127) + λ m
• кинетическая энергия шарика равна
Ek = (m v²)/2
○ из условия Q = 0.8 Ek получаем, что
v = √(2.5 (λ + 200.5 c)).
• удельная теплота плавления свинца равна λ = 25 кДж/кг
• удельная теплоемкость свинца равна c = 130 Дж/(кг °С)
v = sqrt(2.5*(25*10^(3)+200.5*130)) ≈ 357.3 м/c
t(1) = -5
t(2) = 0
t(3) = 20
λ(льоду) = 332 *10(в 3 степени) Дж\кг
c(льоду) = c(води) = 4,2* 10(в 3 степени) Дж\ кг* С
Q(загальне) - ?
Розв’язання
-5 -> 0 -> 20
Qз = Qнагрівання (льоду) + Qплавлення (льоду) + Qнагрівання (води)
Qз = c(льоду)*m(льоду)*(t2-t1)+m(льоду)*λ(льоду)+c(води)*m(води) *(t3-t2)
Qз = 4,2*10(в 3 степени)*100(0+5) + 100*332*10(в 3 степени)+ + 4,2*10(в 3 степени)*100*(20-0)=
= 420*10(в 3 степени)*5+33,2*10(в 6 степени) + 420*10(в 3 степени)*20=
= 2,1*10(в 6 степени) +33,2*10(в 6 степени) + 8,4*10(в 6 степени) =
= 43,7*10(в 6 степени) (Дж)
Відповідь: 43,7*10(в 6 степени) (Дж)