Естественные науки

Помогите, пожалуйста, с 2 задачами по физике...

С какой скоростью движется электрон, если его кинетическая энергия 1,02 МэВ? Определить импульс электрона. Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения всех молекул, содержащихся в 0,20 г водорода при температуре 27I0;С.
Anvar Gareev
Anvar Gareev
493
Начнем со второго вопроса, он проще! Водород Н2 = двухатомная молекула, такие молекулы имеют ДВЕ вращательные степени свободы. По теореме Больцмана на каждую поступательную или вращательную степень свободы приходится средняя энергия = (1/2)kT; k - постоянная Больцмана. Значит каждая молекула водорода обладает средней вращательной энергией
2*(1/2)kT = kT. Остается найти число молекул: 0,2 грамма = 0,1 моль (водород М = 2 г/моль) => N = 0,1*Na = 6*10^22 молекул. Остается перемножить 2 числа.. .
Первая задача сложней, т. к. требует знаний по теории относительности (СТО) . Энергия покоя электрона mc^2, выраженная в МэВ = 0,51 МэВ - можно найти в таблице. Значит кинетическая энергия в 2 раза больше энергии покоя => полная энергия Е = Е0 + Ек = 3Е0. Используем формулу для полной энергии (sqrt - квадратный корень) :
E = E0/sqrt(1-b^2); b = V/c - отношение скорости к скорости света. Тогда
sqrt(1-b^2) = 1/3 => b = sqrt(8)/9. Импульс вычисляется по другой формуле СТО:
P = mV/sqrt(1-b^2) = 3mV; m = 9,1*10^-31 кг - масса электрона.
Желаю успеха!
ЕВ
Екатерина Варакина
5 008
Лучший ответ
Anvar Gareev Спасибо Вам
V=корень из2E/m=2*1,02*1,6 *10(в минус девятнадцатой степени) /9,1*10(в минус31 степени) кг=5,*10(в шестой степени) м/с
Е=N3/2кТ=m/MNa3/2kT=0,0002КГ*3*6,02*10(В23 СТЕПЕНИ) *1,38*10(В МИНУС 23 СТЕПЕНИ) *300К / 2*018КГ/МОЛЬ=СЧИТАЙ
уМЕНЯ 40 Дж
$$$Tolyan_ Kz$$$
$$$Tolyan_ Kz$$$
8 314
Баха Алджанбаев Наталия! К сожалению при расчете по КЛАССИЧЕСКОЙ формуле скорость этого электрона получится БОЛЬШЕ скорости света (если правильно перевести единицы измерения)! Увы...
Anvar Gareev Спасибо Вам
1)итак E=(m*v^2)/2? v=корень из (2E/m) v=корень из (2*1,02*10^6*1,6*10^(-19))/9.11*10^(-31)=0.4*10^18 м/с
p=m*v=9.11*10^(-31)*0.4*10^18=3.644*10^(-13) (кг*м/с)
Anvar Gareev Спасибо Вам