У електрокип`ятильнику ємністю 5 л з ККД 70% вода нагрівається від 10 до 100 градусів за 20 хв. Якої сили струм проходить по обмотці нагрівача, якщо напруга в мережі 220 В? Відповідь округлити до цілого значення.
Сначала найдём количество молекул, содержащихся в сосуде:
N(CO2) = v*Na
v = m/M => N(CO2) = (m/M)*Na
Однако известно, что одна молекула СО2 содержит 2 атома кислорода. Тогда, чтобы узнать количество атомов кислорода, необходимо количество молекул CO2 умножить на 2:
1. Дано:
m(CO2) = 88 г = 0,088 кг = 88*10^(-3) кг
M(СO2) = 0,044 кг/моль = 44*10^(-3) кг/моль
Na = 6,02*10^23 моль^(-1)
N(O) - ?
Сначала найдём количество молекул, содержащихся в сосуде:
N(CO2) = v*Na
v = m/M => N(CO2) = (m/M)*Na
Однако известно, что одна молекула СО2 содержит 2 атома кислорода. Тогда, чтобы узнать количество атомов кислорода, необходимо количество молекул CO2 умножить на 2:
N(O) = N(CO2) * 2 = (m/M)*Na*2 = (88*10^(-3)/44*10^(-3)) * 6,02*10^23 * 2 = 2*2*6,02*10^23 = 4*6,02*10^23 = 24,08*10^23
ответ: 24,08*10^23.
2. Дано:
Т = 27 °С = 273 + 27 = 300 K = 3*10^2 K
k = 1,38*10^(-23) Дж/К
Ek - ?
Найдём по формуле:
Ek = (3/2)*k*T = 1,5*1,38*10^(-23)*3*10^2 = 6,21*10^(-21) Дж
ответ: 6,21*10^(-21) Дж.
3. Дано:
p = 1,3 кг/м³
p = 10^5 Па
T = 0 °C = 273 K
k = 1,38*10^(-23) Дж/К
v_ср. кв. - ?
Нормальные условия - это давление в 100 кПа (760 мм рт. ст.) и температура воздуха в 0 °С (273 К). Формула средней квадратичной скорости:
v_ср. кв. = √(3*k*T/m0)
Массу молекулы найдём по формуле:
p = m0 * n => m0 = p / n
Концентрацию выразим из основной формулы:
p = nkT => n = p/kT, тогда:
m0 = p / n = p / (p/kT) = p*kT/p
Подставляем в формулу скорости и решаем:
v_ср. кв. = √(3*k*T/m0) = √(3*k*T/(p*kT/p)) = √(3*k*T*p/(p*kT)) = √(3*p/p) = √(3*10^5/1,3) = √(300000/1,3) = 480,38446... = 480 м/с
ответ: 480 м/с.
4. Дано:
p = 200 кПа = 2*10^5 Па
n = 2*10^25 м^(-3)
k = 1,38*10^(-23) Дж/К
T - ?
Используем основную формулу:
p = nkT => T = p/nk = 2*10^5/(2*10^25*1,38*10^(-23)) = 10^5/(1,38*10^(-23)*10^25) = 10^5/(1,38*10^2) = 1/1,38 * 10^3 = 1000/1,38 = 724,63768... = 725 K
ответ: 725 К.
Дано:
m1 = 60 кг
R(З)/R(Л) = 3,7
M(З)/М(Л) = 81
g(З) = 10 м/с²
m2, g(Л) - ?
g(З) = G*M(З)/R(З)²
Fт = m*g => Fт(З) = m1*g(З) = m1*(G*M(З)/R(З)²)
Fт(Л) = m2*g(Л) = m2*(G*M(Л)/R(Л)²)
Fт(З) = Fт(Л) =>
=> m1*g(З) = m2*g(Л)
m2/m1 = g(З)/g(Л) = (G*M(З)/R(З)²) / (G*M(Л)/R(Л)²) = G*M(З)/R(З)² * R(Л)²/G*M(Л) = M(З)/R(З)² * R(Л)²/M(Л) = M(З)/M(Л) * R(Л)²/R(З)²
R(Л)/R(З) = 1/(R(З)/R(Л)) = 1/3,7 =>
=> m2/m1 = M(З)/M(Л) * R(Л)²/R(З)² = 81*(1/3,7)² = 81/13,69 = 5,9167... = 6
m2 > m1 в 6 раз, значит
m2 = m1*6 = 60*6 = 360 кг
m2/m1 = g(З)/g(Л) = 6 =>
=> g(Л) = g(З)/6 = 10/6 = 1,6666... = 1,7 м/с²
ответ: 360 кг; 1,7 м/с².