Какая минимальная скорость двух одинаковых космических тел необходима для нагревания и полного испарения при абсолютно
Какая минимальная скорость двух одинаковых космических тел необходима для нагревания и полного испарения при абсолютно неупругом столкновении? Удельная теплота нагревания и испарения вещества космических тел равна 5∙105 Дж/кг. Можно предоставить информацию о начальных условиях и что нужно найти.
11.12.2023 03:46
Инструкция: Для решения этой задачи, нам понадобится использовать закон сохранения энергии. При абсолютно неупругом столкновении двух космических тел, их кинетическая энергия будет полностью передаваться внутренней энергии тел.
Известно, что для испарения 1 кг вещества требуется количество теплоты, равное удельной теплоте испарения, умноженной на массу вещества. В нашем случае, удельная теплота нагревания и испарения равна 5∙10^5 Дж/кг.
Поскольку оба тела имеют одинаковую массу, мы можем предположить, что каждое тело имеет массу m кг.
Таким образом, для нагревания и полного испарения двух тел, мы должны найти минимальную скорость, при которой кинетическая энергия каждого тела станет больше или равной удельной теплоте нагревания и испарения помноженной на массу тела.
Это можно записать следующим образом:
\(0.5m(2v)^2 \geq 5\cdot10^5m\)
где v - скорость каждого тела в м/с, m - масса каждого тела в кг.
Решая это неравенство, мы можем найти значение скорости v, которая является минимальной скоростью для нагревания и полного испарения при столкновении двух тел.
Пример использования:
Пусть масса каждого тела равна 10 кг, удельная теплота нагревания и испарения составляет 5∙10^5 Дж/кг.
Алгебраически решаем неравенство:
\(0.5\cdot 10\cdot (2v)^2 \geq 5\cdot 10^5\cdot 10\)
Решая это неравенство, мы можем найти минимальную скорость v.
Совет: Для более полного понимания задачи, стоит вспомнить, что абсолютно неупругое столкновение - это столкновение, при котором два тела не отскакивают друг от друга и остаются сложенными.
Упражнение:
Масса каждого тела равна 8 кг, удельная теплота нагревания и испарения составляет 6∙10^5 Дж/кг. Найдите минимальную скорость, необходимую для нагревания и полного испарения при абсолютно неупругом столкновении.