В газодинамическом лазере смесь 20% СO2 и 80% N2 (по массе) истекает из ресивера с температурой T = 2000 К через сопло с расходом Q = 1 кг/с. Определить предельную мощность лазера.

Обозначим объём каждого отсека через V.
Происходит изобарическое расширение идеального газа.

p·V = (p - Δp)(V + ΔV)
p·V = p·V + p·ΔV - Δp·V - Δp·ΔV
Δp·V = (p - Δp)ΔV
ΔV = Δp/(p - Δp) · V

Суммарный объём газа в двух отсех при уже вылетевшей пробке:
V + (V + ΔV) = 2V + Δp/(p - Δp) · V = (2p - Δp)/(p - Δp) · V

Обозначим установившееся давление через p₁. Тогда закон Бойля-Мариотта для начального и конечного состояний газа:
p·2V = p₁·(2p - Δp)/(p - Δp) · V
2p = p₁·(2p - Δp)/(p - Δp)
p₁ = 2p·(p - Δp)/(2p - Δp)
p₁ = 2·84·(84 - 21)/(2·84 - 21) = 2·4·21·3·21/(8·21-21) = 24·21²/7·21 = 24·3 = 72 кПа

he⁴₂; np=2- количество протонов в ядре; nn=4-2=2- количество нейтронов в ядре.

из справочника:

mp(масса протона)=1.007276 а.е.м(атомная единица массы)

mn(масса нейтрона)=1.008665 а.е.м

mя(масса ядра)=4.0026 а.е.м.

eсв=δm*c²;   δm-дефект массы; c-скорость света в вакууме(3*10⁸ м/с);

δm=(np*mp+nn*mn)-mя;

δm=(2*1.007276+2*1.008665)-4.0026=0.029282 а.е.м

1 а.е.м=1.66*10⁻²⁷ кг; δm=0.029282*1.66*10⁻²⁷=4.860812*10⁻²⁹ кг;

eсв=4.860812*10⁻²⁹ *(3*10⁸)²=4.37473*10⁻¹² дж - энергия связи ядра he;

eсв=4.37473*10⁻¹² дж/(1.6*10⁻¹⁹ кл)=27,3*10⁶ эв=27.3 мэв

ответ: eсв=27.3 мэв

подробнее - на -