11,5*10^-25 Кг
Объяснение:
Дано:
q=1,6*10^(-19)
v=1км/с=1000 м/с
В= 10мТл=10*10^-3 Тл
R= 3.6мм=3.6*10^-3 м
Alpha = 30 град
Известно, что на заряженную частицу, влетевшую в магнитное поле, действует сила Лоренца F, перпендикулярная векторам магнитной индукции В и скорости V частицы:
F=qvBsin(alpha), где q - заряд частицы.
Так как вектор силы Лоренца перпендикулярен вектору скорости, то модуль скорости не будет изменяться под действием этой силы. Но при постоянной скорости, как это следует из формулы выше, останется постоянным и значение силы Лоренца.
Из механики известно, что постоянная сила, перпендикулярная скорости, вызывает движение по окружности.
Следовательно, электрон, влетевший в магнитное поле, будет двигаться по окружности в плоскости, перпендикулярной линиям индукции, со скоростью, равной поперечной (нормальной) составляющей скорости V(норм); одновременно он будет двигаться и вдоль ноля со скоростью V(параллельное)
V(норм)= V*Sin(alpha)
V(пар)= V*Cos(alpha)
В результате одновременного участия в движениях по окружности и по прямой электрон будет двигаться по винтовой линии.
Радиус окружности, по которой движется электрон, находится следующим образом.
Сила Лоренца F сообщает электрону нормальное ускорение ап. Но второму закону Ньютона F=m*a(нормальное), где F=q*V(норм)*B и a(нормальное)= (V(норм)^2)/R
Тогда
q*V(норм)*B= m*(V(норм)^2)/R
Сократим V(норм)
Останется
q*B= m*V(норм)/R
Выразим массу
m= q*B* R/ V(норм)
подставим вместо V(норм)= V*Sin(alpha)
Окончательная формула
m= q*B* R/ V*Sin(alpha) =
1. На 31,5 кДж больше потребуется энергии для нагревания воды.
Q=cmΔt=4200x1x15=63 кДж (вода)
Q=cmΔt=2100x1x15=31,5 кДж (лёд)
2. кпд1=25%, кпд2=16.6%
кпд=Ап/Аз*100%=Рп/Рз*100%
кпд1=1/4*100%=25%
кпд2=1/6*100%=16.6%
3. Удельная теплоёмкость камня = 625 дж/(кг*С)
В верхней точке у камня потенциальная энергия mgh. При падении и ударе она превращается во внутреннюю, т.е. в тепловую.
Q=cm(t2-t1)
Так как только половина потенциальной энергии тратится на нагрев, закон сохранения энергии
0,5mgh=cm(t2-t1)
отсюда c=0,5gh/t2-t1
c≈ 625Дж/(кг*С)
4. Дизтопливо
N = A/t (t - время, за которое проделана работа А)
Значит, условие задания позволяет определить работу:
A = Nt
По определению (и здравому смыслу) кпд двигателя η - это отношение произведенной работы к теплу, полученному от сожжённого топлива:
η = A/Q = Nt/Q
Значит, зная мощность, кпд и время работы, можно определить количество тепла, которое было получено при сгорании топлива:
Q = Nt/η
Нам известно m - сколько топлива сожгли.
Значит, определив Q, мы сможем найти удельную теплоту сгорания q
Q = mq, значит
q = Q/m = (Nt/η)/m = Nt/(ηm)
А по величине q можно определить и вещество, послужившее топливом, потому что у каждого вида топлива своя удельная теплота полного сгорания.
Итак:
q = Nt/(ηm) = 19000*3*3600/(0,41*12) = 41 707 310 Дж/кг = 42 МДж/кг
Из таблицы удельной теплоты полного сгорания следует, что это может быть дизтопливо
