9 клас
Потоком а частинок що мають швидкість 2*10^7 м/с бомбардується свинцева пластинка, маса якої 2 г. На скільки градусів нагріється пластинка, якщо в ній загальмується 10^12 а-частинок. Маса а-частинки допівнює 6,64*10^-27, а питома теплоємність свинцю - 130 Дж/кг*К
Ответы
Ответ:
Объяснение:
Енергія кожної альфа-частинки E = (mv^2)/2, де m - маса частинки, а v - її швидкість. При цьому загальна енергія, що позбавляється пластинкою, буде дорівнювати E_tot = N * E, де N - кількість частинок, що бомбардують пластинку. При цьому з імовірністю 100% якщо частинка загальмовується в пластинці, то вся її енергія перетворюється на тепло.
Теплоеквівалент енергії кожної альфа-частинки Q = E / m. Він дорівнює (2 * 10 ^ 7) ^ 2 / (2 * 6,64 * 10 ^ -27) = 1,202 * 10 ^ -10 Дж.
Тепло, яке виділиться при загальмуванні N-частинок, буде дорівнювати Q_tot = N * Q. В нашому випадку Q_tot = 10 ^ 12 * 1,202 * 10 ^ -10 = 120,2 Дж.
Тепло, що нагріє пластинку, буде розподілено по масі пластинки, використовуючи вираз Q_tot = m * c * delta_T, де delta_T - зміна температури, c - питома теплоємність матеріалу, а m - його маса. Підставимо дані, щоб визначити delta_T:
delta_T = Q_tot / (m * c) = 120,2 / (2 * 10 ^ -3 * 130) ≈ 460 градусів Цельсія
Таким чином, пластинка нагріється на близько 460 градусів Цельсія. Варто зазначити, що цей розрахунок є досить узагальненим, нехтує багатьма факторами, що можуть впливати на процес загальмування частинок та нагрівання матеріалу.