Дано:
M₁ = 28·10⁻³ кг/моль - молярная масса азота
M₂ = 44·10⁻³ кг/моль - молярная масса углекислого газа
m - масса смеси
m₁ = 0,20·m -масса азота
m₂ = 0,80·m -масса углекислого газа
T = 450 K
p = 7·10⁵ Па
ρ смеси - ?
Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона для смеси газов:
p·V=(m₁/M₁+m₂/M₂)·R·T
p·V=m·(0,20/M₁+0,80/M₂)·R·T
Разделим обе части уравнения на объем, и учтем, что плотность:
ρ = m /V
p=ρ·(0,20/M₁+0,80/M₂)·R·T
Отсюда плотность смеси:
ρ = p /((0,20/M₁+0,80/M₂)·R·T)
ρ = 7·10⁵ /((0,20/28·10⁻³+0,80/44·10⁻³ )·8,31·450)
ρ = 7,39 кг/м³
Полная механическая энергия – это сумма потенциальной и кинетической энергии тела в определенный момент времени. Закон сохранения механической энергии: полная энергия замкнутой системы сохраняется (неизменна, постоянна).
Систему называют замкнутой, если тела, входящие в нее, взаимодействуют только друг с другом, а влиянием внешних сил можно пренебречь.
Важное замечание. Часть механической энергии может перейти в тепловую энергию - в результате трения или неупругого столкновения. Механическая энергия уменьшится, полная энергия останется неизменной.
Упругий удар (упругое столкновение движущегося тела с неподвижным телом).
Центральный удар. Если удар центральный, то направление векторов скоростей после взаимодействия лежат на той же прямой, что и до взаимодействия, поэтому закон сохранения импульса выполняется в проекциях на ось ОХ.
В случае упругого удара применяем Закон сохранения импульса и Закон сохранения энергии.
В случае неупругого удара применяем закон сохранения механической энергии неприменим, т.к. часть энергии превратилась в тепло. Но т.к. скорость обоих тел после соударения одинакова, в системе уравнений на одну переменную меньше и решение однозначно.
Возможны случаи:
1) направление ударяющего тела меняется на противоположное
2) ударяющее (налетающее) тело останавливается
3) оба тело движутся в одном направлении (скорость первого тела уменьшилась).
Изменение механической энергии. Нагревание тела в процессе движения и повышение температуры окружающей среды свидетельствуют о том, что часть механической энергии переходит во внутреннюю. Внутренняя энергия – это энергия молекул тела или окружающей среды. Она складывается из кинетической энергии движущихся молекул и потенциальной энергии их взаимодействия. Т.е. она механическая, но в связи с огромным числом молекул и хаотическим направлением их движения – тепловые явления рассматриваются не в механике, а в отдельном разделе физики.
