Какова суммарная кинетическая энергия всех ионов водородной плазмы солнечной короны, находящейся при высоких

Чтобы рассчитать суммарную кинетическую энергию всех ионов водородной плазмы солнечной короны, мы можем использовать формулу для кинетической энергии одного иона и затем умножить ее на общее количество ионов в плазме.

Формула для кинетической энергии одного иона выглядит следующим образом:

\[E_k = \frac{1}{2} m v^2\]

где \(E_k\) - кинетическая энергия, \(m\) - масса иона и \(v\) - скорость иона.

Для рассчета суммарной кинетической энергии всех ионов нам необходимо знать общее количество ионов в плазме. Поскольку 100% частиц газа ионизированы, мы можем сказать, что общее количество ионов равно общему количеству частиц газа (100%).

Теперь рассмотрим диссоциированные ионы. Если 50% процентов частиц газа диссоциированы и стали ионами, то общее количество ионов увеличится еще на 50%.

Таким образом, общее количество ионов в плазме будет равно 150% от общего количества частиц газа.

Итак, чтобы рассчитать суммарную кинетическую энергию всех ионов в плазме, нам нужно знать массу иона и скорость иона, а также общее количество ионов.

Для иона водорода (H) масса \(m\) составляет около 1.67 × 10^(-27) кг.

Теперь рассмотрим скорость иона. В кинетической теории газов, скорость иона связана с его температурой \(T\) следующим образом:

\[v = \sqrt{\frac{2 k T}{m}}\]

где \(k\) - постоянная Больцмана.

С учетом данной температуры \(T = 10^7 К\) и массы иона \(m\) водорода, мы можем рассчитать скорость иона.

Теперь нам нужно найти общее количество ионов. Для этого необходимо знать объем плазмы \(v\), а также электронную концентрацию \(n_e\).

Объем плазмы у нас составляет \(v = 1 м^3\), а электронная концентрация \(n_e = 10^{15} м^{-3}\).

Общее количество ионов можно рассчитать с помощью следующей формулы:

\[N = n_e \times v\]

где \(N\) - общее количество ионов.

Теперь, когда у нас есть все необходимые данные, мы можем приступить к расчету суммарной кинетической энергии всех ионов в плазме.

Сначала рассчитаем скорость иона:

\[v = \sqrt{\frac{2 \times 1.38 \times 10^{-23} \times 10^7}{1.67 \times 10^{-27}}}\]

Выполним расчет:

\[v \approx 2.34 \times 10^6 м/с\]

Теперь рассчитаем общее количество ионов:

\[N = 10^{15} \times 1\]

Выполним расчет:

\[N = 10^{15} ионов\]

Наконец, рассчитаем суммарную кинетическую энергию всех ионов:

\[E_{total} = \frac{1}{2} m v^2 \times N\]

Выполним расчет:

\[E_{total} = \frac{1}{2} \times 1.67 \times 10^{-27} \times (2.34 \times 10^6)^2 \times 10^{15}\]

\[E_{total} \approx 4.34 \times 10^{-6} Дж\]

Таким образом, суммарная кинетическая энергия всех ионов водородной плазмы солнечной короны при высоких температурах составляет примерно 4.34 × 10^(-6) Дж.