В изотермическом процессе расширения моля азота (N2) начальное давление P1 = 230 кПа уменьшилось на 152 кПа. Определить начальный V1 и конечный V2 объемы азота, если его начальная температура t = 7 oC.

M₁v₁ = m₁v₁' + m₂v₂' - закон сохранения импульса
m₁v₁²/2 = m₁v₁'²/2 + m₂v₂'²/2 - закон сохранения энергии
Из первого выразим v₂'
v₂' = (m₁v₁ - m₂v₁')/m₂
Подставим это значение во второе уравнение
m₁v₁² = m₁v₁'² + m₂*(m₁v₁ - m₂v₁')²/m₂²
v₁² = v₁'² + m₁/m₂ *(v₁ - v₁')²
Преобразовываем и получаем квадратное уравнение
v₁'² - 2m₁v₁/(m₁+m₂) * v₁' + (m₁-m₂)v₁²/(m₁+m₂) = 0
Подставим численные значения
v₁'² - 2*0,6*2/(0,6+0,2) * v₁' + (0,6-0,2)*2²/(0,6+0,2) = 0
v₁'² - 3v₁' + 2 = 0, дискриминант D =(-3)² - 4*1*2 = 1
первый корень v₁' = (3+1)/2 = 2 м/с не может быть
второй корень v₁' = (3-1)/2 = 1 м/с - ответ

При сложении вектора скорости катера и вектора скорости реки получается перпендикулярный течению реки вектор результирующей скорости. таким образом вектор скорости катера - гипотенуза, вектор скорости реки - противолежащий катет, вектор суммарной скорости - прилежащий катет. синус угла между результирующей скоростью и скоростью катера равен отношению противолежащего катета к гипотенузе и составляет 3/6=0,5. значит угол равен 30. угол между скоростью реки и скоростью катета на 90 градусов больше и составляет 90+30=120 градусов - это ответ