На скільки градусів нагріється свинцева пластинка масою 2 г, коли на неї бомбардується потік альфа частинок

Тема занятия: Потепление свинцевой пластинки при бомбардировке альфа-частицами

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, мы воспользуемся формулой для расчета количества тепла, переданного материалу. Формула выглядит так:

Q = mcΔT,

где Q - количество тепла, m - масса пластинки, c - питомая теплоемкость свинца, ΔT - изменение температуры.

Сначала найдем количество тепла, переданное одной альфа-частицей:

q = mcΔT,

где q - количество тепла, m - масса альфа-частицы, c - питомая теплоемкость свинца, ΔT - изменение температуры.

Затем умножим количество тепла, переданное одной альфа-частицей, на общее количество альфа-частиц, которое поглотила пластинка:

Q = q * N,

где Q - общее количество тепла, переданного пластинке, q - количество тепла, переданное одной альфа-частицей, N - общее количество альфа-частиц.

Выразим ΔT из первой формулы:

ΔT = Q / (mc),

где ΔT - изменение температуры, Q - общее количество тепла, переданного пластинке, m - масса пластинки, c - питомая теплоемкость свинца.

Подставим известные значения:

m = 2 г = 0,002 кг,
c = 130 Дж/кг*К,
N = 10^12 альфа-частиц,
m (альфа-частицы) = 6,64*10^-27 кг,

Найдем значение q:

q = m (альфа-частицы) * c * ΔT,

ΔT = q / (m (альфа-частицы) * c),

Теперь найдем значение ΔT:

ΔT = Q / (mc),

Q = q * N,

Теперь вычислим количество тепла, переданного пластинке:

Q = (m (альфа-частицы) * c * ΔT) * N,

Подставим значения:

Q = (6,64*10^-27 кг * 130 Дж/кг*К * ΔT) * 10^12.

Выразим ΔT:

ΔT = Q / (m * c).

Подставим значения:

ΔT = (6,64*10^-27 кг * 130 Дж/кг*К * ΔT) * 10^12 / (0,002 кг * 130 Дж/кг*К).

Выразим ΔT:

ΔT = (6,64*10^-27 кг * ΔT) * 10^12 / (0,002 кг).

Ответом будет значение ΔT, которое определяет, насколько градусов нагреется свинцевая пластинка.

Демонстрация: Найдите на сколько градусов нагреется свинцевая пластинка массой 2 г, когда на нее бомбардируется поток альфа-частиц со скоростью 2*10^7 м/с и загальмуется 10^12 альфа-частиц. Масса альфа-частицы составляет 6,64*10^-27 кг, а питомая теплоемкость свинца равна 130 Дж/кг*К.

Совет: Сначала убедитесь, что вы правильно записали все известные значения и задачу. Затем внимательно выполняйте шаги, подстановки и вычисления формул, следуя последовательности операций. Не забудьте использовать правильные единицы измерения.

Практика: Пластинка массой 3 г поглощает поток альфа-частиц. Если каждая альфа-частица передает пластинке 100 Дж тепла, на сколько градусов нагреется пластина, если питомая теплоемкость свинцу составляет 120 Дж/кг*К? (Учтите, что масса альфа-частицы равна 6,64*10^-27 кг).