В калориметре было налито 10 г воды при температуре 70 °С. Чтобы её остудить, исследователи бросили в калориметр немного колотого льда из морозильника, в котором поддерживается температура –10 °С. Удельная теплота плавления льда
λ = 330 кДж/кг, удельные теплоёмкости воды и льда в = 4200 Дж/(кг·°C) и л = 2100 Дж/(кг·°C). Графики зависимостей массы каждого из веществ от времени приведены на рисунке. К сожалению, учёные пролили на графики кофе, и часть экспериментальных данных оказалась утерянной исследователям восстановить эти данные, ответив на следующие во Какова была температура воды к тому моменту, как лёд начал таять? ответ выразите в градусах, округлив до десятых долей.
Какая конечная температура установилась в калориметре? ответ выразите в градусах Цельсия, округлив до десятых долей.
Какой процент от общей массы занимает вода в установившемся режиме? ответ округлите до целого числа.
A = e·Δφ = 1,6·10⁻¹⁹·1000 = 1,6·10⁻¹⁶ Дж (1)
2)
Эта работа равна кинетической энергии протона:
Ek = m·V²/2 = 1,67·10⁻²⁷ · V² /2 ≈ 0,84·10⁻²⁷·V² (2)
3)
Приравняем (2) и (1)
0,84·10⁻²⁷·V² = 1,6·10⁻¹⁶
V² = 1,6·10⁻¹⁶ / 0,84·10⁻²⁷·V² ≈ 1,9·10¹¹
V = √ (1,9·10¹¹) ≈ 0,44·10⁶ м/с
4)
Сила Лоренца, действующая на протон в магнитном поле является и центростремительной силой:
q·B·V = m·V²/R
Радиус:
R = m·V / (q·B) = 1,67·10⁻²⁷·0,44·10⁶ / (1,6·10⁻¹⁶·0,2) ≈ 23·10 ⁻⁶ м
Период:
T = 2π·R/V = 2·3,14·23·10⁻⁶ / 0,44·10⁶ ≈ 3,3·10⁻¹⁰ c