Сколько энергии освободится при слиянии четырех капель ртути радиусом 2 мм каждая в одну большую каплю? Слияние

Сквозь_Тьму

40

Для решения этой задачи мы можем воспользоваться законом сохранения энергии. Изотермический процесс означает, что температура остается постоянной.

Давайте рассмотрим ситуацию до слияния капель. У нас есть 4 капли ртути радиусом 2 мм каждая. Чтобы найти энергию, освобождающуюся при слиянии, мы должны вычислить разницу в потенциальной энергии между исходным состоянием и конечным состоянием.

Потенциальная энергия связана с высотой и массой объекта. В данном случае, масса капли можно найти, зная плотность ртути и объем каждой капли. Так как у нас есть 4 капли, то объем каждой капли равен \(\frac{4}{3}\pi r^3\), где \(r\) - радиус капли. Объем каждой капли будет \(\frac{4}{3}\pi (0.002)^3\) м\(^3\). Плотность ртути можно найти в справочнике, скажем, \(1.36 \cdot 10^4\) кг/м\(^3\).

Теперь мы можем найти массу каждой капли, умножив ее объем на плотность. Масса ртути в каждой капле будет \(1.36 \cdot 10^4 \cdot \frac{4}{3}\pi (0.002)^3\) кг.

Так как слияние происходит при изотермическом процессе, температура остается постоянной. Поэтому разница в потенциальной энергии равна изменению потенциальной энергии, обусловленному изменением высоты. Поскольку высота не меняется, разница в потенциальной энергии будет равна нулю.

Таким образом, в данной задаче не происходит освобождение энергии при слиянии капель ртути радиусом 2 мм каждая в одну большую каплю.