1. Какое количество теплоты получит 2кг гелия при изохорном нагревании его на 50 К?
2. Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вылетающих из калия при его освещении светом с длинной волны 345нм. Работа выхода электронов из калия равна 2,26эВ
3. Максимальная энергия фотоэлектронов, вылетающих из рубидия при его освещении ультрофиолетовыми лучами с длиной волны 317нм, равна 2,64*10(в 19 степени)Дж. Определите работу выхода.
№ 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. (1,34эВ).
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.