Тело находится на расстоянии 30 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 10 см. На каком расстоянии от линзы будет находиться изображение тела? Определите увеличение или уменьшение изображения тела. Постройте изображение тела и перечислите свойства полученного изображения.

Дано:

V = 25 л = 25·10⁻³ м³

m₁ = 20 г = 20·10⁻³ кг

M₁ = 40·10⁻³ кг/моль - молярная масса аргона (Ar)

m₂ = 2 г = 2·10⁻³ кг

M₂ = 4·10⁻³ кг/моль - молярная масса гелия (He)

T = 301 К

p - ?

Парциальное давление аргона из уравнения Клапейрона-Менделеева:

p₁·V = m₁·R·T / M₁

p₁ = m₁·R·T / (M₁·V) = 20·10⁻³·8,31·301 / (40·10⁻³·25·10⁻³) ≈ 50 000 Па

Парциальное давление гелия из уравнения Клапейрона-Менделеева:

p₂ = m₂·R·T / (M₂·V) = 2·10⁻³·8,31·301 / (4·10⁻³·25·10⁻³) ≈ 50 000 Па

Давление по закону Дальтона:

p = p₁ + p₂ = 50 000 + 50 000 = 100 000 Па или 100 кПа

Сила давления на боковую стенку F = p * S, где
p -- давление воды на уровне, соответствующем половине высоты воды в сосуде
S -- площадь, на которую оказывается давление

p = po * g * h/2, где
po = 1000 кг/м3 -- плотность воды,
g = 10 м/с2 -- ускорение свободного падения

S = h * a, где
h -- высота воды в сосуде
a -- сторона квадрата, который представляет собой горизонтальное сечение сосуда

В результате получаем: F = po * g * h/2 * h * a = po * g * h^2 * a / 2
Откуда: a = 2 * F / (po * g * h^2)
a = 2 * 540 / (1000 * 10 * 0,6^2) = 0,3 м