tasan α-hiukkasten kesken, jotka siis saavat liike-energianE α = 1 2 (M Be – 2M He )c 2 = 1 2 [(8,005308 u – 2·4,002604 u)·(1,66·10–27 kg/u)]· (3,00·10 8 m/s) 2 =≈ 7,46 . 10 –15 J ≈ 46,6 keV.4. tehtävässä on ymmärrettävä sähköenergian käyttöön ja lämpöoppiin liittyvät peruskäsitteet:a) Merkinnät ilmaisevat, että sulake kestää enintään tehonP = UI = (220 V)·(20 A) = 4,4 kW ,joka on samalla hankittavan lieden tehon ehdoton yläraja.b) Merkitään:– sähkölevyn kuluttama teho P– kuumennuksen hyötysuhde η ja kesto t 1– veden massa m, ominaislämpökapasiteetti c ja lämpötilan nousu ∆T .Kuumennukseen (= hyödyksi) käytetty osa sähköenergiaa on sama kuin veden kuumentamiseentarvittava lämpöenergia eli tehon, hyötysuhteen ja ominaislämpökapasiteetin määritelmien mukaanηPt 1 = cm∆T , josta hyötysuhteeksi saadaanη =cm∆tPt1=(4,19 kJ/kgK) ⋅(1 kg) ⋅(90 K)(1000 W) ⋅11 ⋅(60 s)≈ 0,57 .c) Merkitään kiehumisen kesto t 2 ja veden ominaishöyrystymislämpö h.Veden kiehuttamiseen käytetty energia on sama höyrystymisen vaatima energia eliηPt 2 = hm, JOSTA kuiviin kiehumisen ajaksi saadaant 2 =hm (2250 kJ/kg) ⋅(1 kg)≈ηP 0,57 ⋅(1000 J/s)≈ 3940 s .d) Kaikkiaan hukkaan kulutettu sähköenergia onE = P(t 1 + t 2 ) ≈(11⋅60 + 3940) s(1, 0 kW) ⋅ ≈ 1,278 kWh , josta unohduksen hinnaksi tulee3600 s/h(1,278 kWh)·(10 p/kWH) ≈ 13 penniä.5. tehtävä on geometrisen optiikan piiriin kuuluva voimakkaasti idealisoitu käytännön ongelma.Käytetään Gaussin linssiyhtälöä muodossa 1 + 1 = 1 , jolloin suoraan mitattavat todellisen esineenja todellisen kuvan etäisyydet ovat fysikaalisen luonteensa mukaisestia b fpositiiviset.a) Kuvattava esine kaukana: a l = ∞, b l = f = 9,0 cm .a2fEsine mahdollisimman lähellä: a 2 = 120 cm, b 2 =a − fObjektiivin säätövaran pitää siis olla b 1 ↔ b 2 , ∆b = 0,73 cm .2(120 cm) ⋅(9,0 cm)=111 cm≈ 9,73 cm