Дано:
Q = 6249 Дж
L = 2 260 000 Дж/кг
ρ = 1000 кг/м³
ρ = m/V, из этого следует, что m = ρV.
Q = L * m = L * ρ * V.
Q = LρV.
V = Q / (L * ρ) = 6249 / (2 260 000 * 1000) = 6249 / 2 260 000 000 = 0.00000276504 м³ = 2.76504 см³.
Версия 1.
В начальном состоянии давление кислорода массой 320 г было 83кПа. При увеличении температуры НА (!) 100К объем кислорода возрос на 50 л и давление стало 99,6 кПа. Найти начальный объем и температуру газа. Уравнение идеального газа вначале:
Po Vo = (m/μ) R To ;
Уравнение идеального газа вконце:
P (Vo+∆V) = (m/μ) R (To+∆T) ;
Вычтем из второго первое:
P (Vo+∆V) – Po Vo = (m/μ) R ∆T ;
P Vo + P ∆V – Po Vo = (m/μ) R ∆T ;
Vo (P–Po) = (m/μ) R ∆T – P ∆V ;
Vo = [ (m/μ) R ∆T – P ∆V ] / [ P – Po ] ;
Vo ≈ [ (320/32) 8.315 * 100 – 83 000 * 0.05 ] / [ 99 600 – 83 000 ] ≈ 833 / 3320 ≈ 251 л ;
Из первого:
To = Po Vo / [ R (m/μ) ] ;
To = [ ∆T – P∆V/(Rm/μ) ] / [ P/Po – 1 ] ;
To ≈ [ 100 – 99 600 * 0.05 /( 8.315 * 320/32 ) ] / [ 99 600 / 83 000 – 1 ] ≈ (415/83) [ 100 – 99600/1663 ] ≈ 201 К ;
Версия 2.
В начальном состоянии давление кислорода массой 320 г было 83кПа. При увеличении температуры ДО (!) 100К объем кислорода возрос на 50 л и давление стало 99,6 кПа. Найти начальный объем и температуру газа.
Уравнение идеального газа вначале:
Po Vo = (m/μ) R To ;
Уравнение идеального газа вконце:
P (Vo+∆V) = (m/μ) RT ;
Vo + ∆V = (m/μ) RT/P ;
Vo = (m/μ) RT/P – ∆V ;
Vo ≈ (320/32) 8.315 * 100 / 99 600 – 0.05 ≈ 1663/19920 – 0.05 ≈ 33.5 л ;
Из первого:
To = Po Vo / [ R (m/μ) ] ;
To = Po ( T/P – ∆V/[Rm/μ] ) ;
To ≈ 83 000 ( 100 / 99 600 – 0.05/[8.315*320/32] ) ≈ 83 000 ( 1/996 – 1/1663 ) ≈ 33.4 К.
Но при этой температуре кислород жидкий (ниже 90К), так что вторая версия задачи – невозможна.
20 м/с
(По таблице виден перевод)
По 2 закону Ньютона в проекции на некоторую ось, сонаправленную с ускорением:
mg - T = ma,
T = m (g - a),
T = 10^3 * 5 = 5 кН