Какова скорость теплового нейтрона при температуре окружающей среды 17 °C в км/с? Учитывая массу покоя нейтрона

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу Кинетической энергии нейтрона:

\[E_{kin} = \frac{1}{2}mv^2\]

где \(m\) - масса нейтрона, \(v\) - скорость нейтрона.

Сначала мы должны вычислить массу нейтрона, выраженную в кг:

\[m = 1,675 \times 10^{-27} \, \text{кг}\]

Теперь мы можем вычислить кинетическую энергию нейтрона при данной температуре:

Для этого нам понадобится использовать формулу Больцмана:

\[E_{kin} = \frac{3}{2}kT\]

где \(k\) - постоянная Больцмана, \(T\) - температура в Кельвинах.

Для перевода температуры из градусов Цельсия в Кельвины мы должны добавить 273 к значению температуры:

\[T = 17 + 273 = 290 \, \text{К}\]

Теперь мы можем вычислить кинетическую энергию нейтрона:

\[E_{kin} = \frac{3}{2} \times 1.38 \times 10^{-23} \, \text{Дж/К} \times 290 \, \text{К} = 6.87 \times 10^{-21} \, \text{Дж}\]

Далее мы можем использовать выражение для кинетической энергии нейтрона и подставить в него значение кинетической энергии:

\[\frac{1}{2}mv^2 = 6.87 \times 10^{-21} \, \text{Дж}\]

Мы знаем массу нейтрона \(m\), поэтому мы можем найти скорость \(v\). Решим уравнение:

\[v^2 = \frac{2 \times 6.87 \times 10^{-21} \, \text{Дж}}{m} = \frac{2 \times 6.87 \times 10^{-21} \, \text{Дж}}{1.675 \times 10^{-27} \, \text{кг}}\]

\[v^2 = 8.179 \times 10^6 \, \text{м}^2/\text{с}^2\]

\[v = \sqrt{8.179 \times 10^6} \, \text{м/с} \approx 2861,6 \, \text{м/с}\]

Чтобы получить значение скорости в километрах в секунду, мы можем разделить значение скорости на 1000:

\[v_{km/s} = \frac{2861,6 \, \text{м/с}}{1000} = 2,8616 \, \text{км/с}\]

Итак, скорость теплового нейтрона при температуре окружающей среды 17 °C составляет примерно 2,8616 км/с.