1) Каково отношение числа степеней свободы молекул газов азота и гелия при температуре 300K? Введите ответ в виде

1) Чтобы решить задачу, нам необходимо знать формулу для связи числа степеней свободы молекул газа с количеством атомов в молекуле и числом атомов в моле. Для многих двухатомных молекул, таких как азот (N2) и гелий (He), число степеней свободы может быть приближено как 5.

Число степеней свободы (f) может быть рассчитано с использованием следующей формулы:

\[f = 3N - k\]

где N - число атомов в молекуле, k - число ограничений (которое может быть связано с связями в молекуле).

Для азота (N2) имеем:
N = 2 (так как в молекуле два атома азота)
k = 3 (так как между атомами есть обычные положительные связи)

Подставляя эти значения в формулу, получаем:
f_азот = 3 * 2 - 3 = 6 - 3 = 3.

Для гелия (He) имеем:
N = 1 (так как в молекуле только один атом гелия)
k = 0 (так как гелий - инертный газ без связей)

Подставляя значения в формулу, получаем:
f_гелий = 3 * 1 - 0 = 3.

Таким образом, отношение числа степеней свободы молекул газов азота и гелия при температуре 300K равно 3/3, что можно упростить до 1/1.

2) Если точечный заряд +q вынести за пределы сферы, то поток вектора Е через эту сферу изменится. Возможно, вам известно, что поток через замкнутую поверхность, окружающую заряд, равен заряду внутри поверхности, разделенному на электрическую постоянную.

Пусть S - поверхность сферы, E - вектор напряженности электрического поля и q - точечный заряд внутри сферы. Тогда поток F (аббревиатура от "flow") можно выразить как:
\[ F = \oint_S E \cdot dS \]

Если заряд q вынесен из сферы, то поток будет равен нулю, так как внутри сферы не будет заряда.
\[ F = \oint_S E \cdot dS = 0 \]

3) Для нахождения тела с наименьшим моментом инерции относительно заданной оси необходимо применить соответствующую формулу. Момент инерции I тела зависит от его формы и распределения массы.

В данном случае, если массы и радиусы тел одинаковы, то момент инерции зависит только от их формы. Заданные варианты тел – труба и цилиндр.

Для точечной массы момент инерции относительно оси, проходящей через центр масс, вычисляется по формуле:
\[ I = m \cdot r^2 \]

Где m - масса тела, r - радиус тела.

У трубы и цилиндра одинаковые массы и радиусы, значит решение будет зависеть от их формы.

Например, если тело выглядит как труба с отверстием посередине, момент инерции относительно оси будет меньше, чем у цилиндра с однородным распределением массы.

Таким образом, труба будет иметь наименьший момент инерции относительно заданной оси.