Решить задачи

1. Какое количество теплоты получит 2 кг гелия при изохорном нагревании его на 50 К?

2. Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вылетающих из калия при его освещении светом с длинной волны 345 нм. Работа выхода электронов из калия равна 2,26 эВ

3. Максимальная энергия фотоэлектронов, вылетающих из рубидия при его освещении ультрофиолетовыми лучами с длиной волны 317 нм, равна 2,64*10 (в 19 степени) Дж. Определите работу выхода.

1) из первого закона термодинамики Q=ΔU+A т. к. изохорный процесс то А=0 тогда Q=ΔU=3mRΔT/2M=311,6*10³Дж где М-молярная масса гелия Ответ: Q=311,6*10³Дж

3) Ек=2,64*10⁻¹⁹Дж

лямбда=317*10⁻⁹м

тогда из уравнения Эйнштейна hc/лямбда=А+Ек находим А=hc/лямбда - Ек=3,56*10⁻¹⁹Дж. h-постоянная Планка c-скорость света в вакууме

Ответ: Ек=3,56*10⁻¹⁹Дж.

№ 1.

При изохорном процессе работа не совершается, поэтому все количество переданной теплоты идёт на увеличение внутренней энергии: Q=dU (d - "дельта").

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа равна: U=3mRT/2M.

Изменение внутренней энергии происходит только за счёт переданного кол-ва теплоты. Следовательно при изохорном процессе: Q=3mR*dT/2M.

Подставим числовые значения: m = 2 кг; R = 8,31 Дж/моль*К; dT = 50 К; M = 4*10^-3 кг/моль и получим 310 кДж.

№ 2.

Из формулы Эйнштейна для фотоэффекта: h*c/лямбда=A (v) + E (k).

h - постоянная Планка

c - скорость света

лямбда - длина волны = 345*10^ (-9) м.

A (v) - работа выхода = 3616*10^ (-19) Дж.

E (k) - кинетическая энергия электронов. Выразим энергию электронов: E (k) = h*c/лямбда - A (v).

E (k) = 2,15*10^ (-19) Дж. (1,34 эВ).