098章 了不得屬性

固體物理又和化學沾邊,帶着點物理化學的了不得屬性。

物化好討厭的,學物理的怕它,學化學的也怕。

其實沈奇也有點怵物化,這玩意又物又化,又不物又不化,殺人不償命,就是要你送命。

這道題,NaCl晶體中離子間相互作用能量總和Ep已給出。

當r偏離r0時,Ep偏離Ep0,設偏離量爲U。

那麼用x表示相對偏移量,要得出U與x的冪級數關係,須做一個泰勒展開,即利用Ep在r0處的泰勒展開。

真是折磨人,做個物理題還得會泰勒展開,好在泰勒展開非常簡單……沈奇開始在試卷上答題。

U(x)的冪級數表達式爲:

U(x)=A0+A1x+A2x^2+A3x^3+……

……

由絕熱壓縮可知:

1/κ=-V(dp/dV)∣r=r0

……d^2Ep/dV^2=d/dV(dEp/dr*dr/dV)=……

最終得:m=9.4;α=1.77;am=2.53×10^-109J*m^9.4

也不知道對不對啊,只能這樣了,時間倉促,後面還有五題。沈奇趕緊進入後面題目的答題。

第四題,乍一看稀疏平常,沈奇仔細一思考,臥槽,相當恐怖啊。

“一定量的乙醚封裝在玻璃管內,一部分呈液態,另一部分呈氣態。”

“管內無其他雜質,若管內體積恰好爲這些乙醚的臨界體積,那麼緩慢加熱到臨界溫度時,因氣、液兩相不再有差別而使液麪消失……”

雖然前三題耗費了不少時間,但在第四題上,沈奇非常謹慎的再次細審一遍題幹。

審題到了這裡,沈奇生出一種不祥的預感,脊椎骨嗖嗖冒寒氣。

又是液體,又是氣體,又是臨界……

這說明了什麼?

這預示着什麼?

范德瓦耳斯氣體!

毫無疑問,涉及到範氏氣體的題目,那肯定是純粹的物化題了。

怕什麼來什麼。

是它?

是它!

它不該來。

可它已經來了。

它畢竟還是來了。

沉默,片刻的沉默。

沈奇必須在最短時間內。

解決一個問題。

玻璃管中。

氣相和液相的佔比。

究竟是多少?

乙醚,無色透明。

卻是物化江湖中的奪命之液。

奪命,液體。

殺人無形。

有范德瓦耳斯的地方,就有江湖。

但最危險的不是液體。

而是。

氣液共存。

Bg和B1。

終於,沈奇動筆了:

取1mol乙醚,隨着溫度變化,總體積爲Vk,氣相和液相的摩爾分數分別爲α(T)、β(T)。

αVg+βV1=Vk

當溫度爲T時,飽和蒸氣壓爲p0,由等面積法,得:

∫上Vg下V1pdv=p0(Vg-V1)

代入積分得:

RTlnVg-b/V1-b-a(1/V1-1/Vg)=p0(Vg-V1)

……

由範氏方程:

……

Ψ範氏ΦΨ方程卐腦補卍

……

求得:

液相B1=44.1%

氣相Bg=55.9%

最終,沈奇給出了他的答案,即液相B1和氣相Bg的佔比。

完成了前四題,時間耗費掉2小時。

還剩後四題,沈奇只有1個小時的答題時間。

不是他不努力,這份物競國決考卷真的很難。

做完5、6、7三道題,留給沈奇的時間只有10分鐘了。

就在這時,沈奇前面的選手將文具收拾好,然後舉起手來。

對於這種行爲,沈奇十分熟悉,他以前經常這麼幹,提前交卷。

監考老師走到沈奇前面的那位同學身邊,輕聲詢問:“交卷?”

“對。”此選手點點頭,他來自物競強省浙東省的物競強校蘇杭二中。

這位蘇杭二中的選手就坐在沈奇前面,沈奇想忽略也忽略不掉呀。

不管是數競還是物競,搞學科競賽的師生都聽聞過蘇杭二中的大名。

同樣是二中,沈奇的南港二中跟人家蘇杭二中沒法比,人家蘇杭二中集團化運作,到處設有分舵,南港二中就那麼幾畝地,自娛自樂。

“你愛交不交吧,這種玩法我早就玩膩了。”沈奇目送蘇杭二中的選手交卷離去,開始審最後一道題。

最後一題不簡單吶,將題面仔細讀一遍就需要花費幾分鐘。

“在一次粒子碰撞實驗中,觀察到一個低速k-介子於一個靜止質子p發生相互作用,生成一個π+介子和一個未知的x粒子。”

“已知磁場B的磁感應強度大小爲B=1.70Wb/m^2,測得π+介子徑跡的曲率半徑爲R1=34.0cm。”

“1.試確定x粒子徑跡的曲率半徑R2。”

“2.請看下錶:

表頭分別是:粒子名稱、符號、-靜質量/MeV+、電荷(e)

各行的具體信息是:

正電子,電子;e+,e-;0.511;±1

μ子;μ+,μ-;105.7;±1

π介子;π+,π-;139.6;±1

中子;n;939.6;0

Λ粒子;Λ^0;1115.4;0

負Σ粒子;Σ-;1197.2;-1

中性Ξ粒子;Ξ^0;1314.3;0

……”

粒子列表一共有十幾行。

第2問的問題是:“請問x是哪種粒子?”

10分鐘,審題加上解答一共10分鐘,沈奇只剩10分鐘了。

這要換普通人,估計得放棄最後一題的解答了。

但沈奇並沒有放棄,仔細審完題之後,他還剩7分鐘。

這是道近代物理的題目,解題思路應該是……還特麼要啥思路啊,火線時刻局勢危急,直接在卷子上擼吧!

沈奇不假思索提筆就擼。

考慮到洛倫茲力,兩粒子速度大小和質量保持不變。

由相對論形式的牛頓第二定律:

F=d/dt(mv)

……

π+介子和x粒子在洛倫茲力作用下做圓周運動,旋轉半徑爲:

R=mv/eB

……

因m1v1=m2v2,且兩粒子的電量絕對值相同,故粒子圓形徑跡的半徑R2與π+介子圓形徑跡的半徑R1相同。

得R2=R1=34.0cm

沈奇花費3分鐘得出第一問的答案,x粒子徑跡的曲率半徑R2跟π+介子的R1相同,都是34.0cm。

我這解題速度也是沒誰了,比粒子的運動速度更快啊……沈奇以光一般的手速完成了第一問。

沒辦法,人都是被逼出來的,逆境之中也許可以爆發15級的戰鬥力。

神特麼R2等於R1,我自己都不相信這個答案啊……沈奇不信也得信,還剩3分多鐘,他必須立即完成第二問,沒時間檢查第一問的正確性。

第二問要求沈奇判斷出x是哪種粒子。

基於第一問求出的x粒子曲率半徑R2=R1=34.0cm,沈奇需要進行一些計算才能判斷出x是哪種粒子。

第一問的答案要是求錯了,第二問必然也錯。

無法回頭了,沒有時間了。

即便第一問求錯了,也得硬着頭皮錯下去!

這是沈學霸最後的倔強。

沈奇再次祭出光一般的手速和強大的數學運算能力,他直接在卷子上計算:

v1=eBR1c/根號m10^2c^2+e^2B^2R1^2=1.6×10^-19×1.7×0.34×……m/s

……

雖然時間緊迫,但沈奇仍按他認爲嚴謹正確的步驟進行推導計算,該寫的公式一定要寫完整,該使用文字說明的關鍵步驟一定要寫幾個字,比如說“代入,得”,這是一位學霸應該具備的基本素養。

代入,得:m20c^2=1196MeV

1196MeV……沈奇對照卷子上的粒子信息列表,所以x是Σ-粒子?

叮鈴鈴!

這時交卷鈴聲響起。

沈奇壓着鈴聲在卷面上寫出最後的答案:x是Σ-粒子。

真的是生死時速,物競版的生死時速。

雖然是倉促交卷,連檢查的時間都沒有,哪怕是一分鐘的檢查時都沒有,作爲一名學霸,也應從容優雅的走出考場,這同樣是學霸所需具備的基本素養。

沈奇從容優雅的走出考場,啊,天空中竟飄起了小雨,多麼不尋常的一天。

“這次國決理論題拿滿分很難了,從初賽到複賽,從複賽到決賽,我參加了三場物競理論考試,最壞的情況可能是,一次理論考試的滿分都拿不到。”沈奇在小雨中漫步,淅淅瀝瀝。

“沈奇!”忽然身後傳來一個呼聲,穆蓉手中一把雨傘追了上來。

穆蓉撐着傘,傘底剛好容納師生二人:“考的如何?”

“我來撐傘吧。”沈奇接過雨傘,他比穆蓉高十幾釐米,穆蓉撐着傘費勁兒。

“看樣子你很平靜。”穆蓉觀察着沈奇的神色。

沈奇低吟一句:“竹杖芒鞋輕勝馬,誰怕。”

“一蓑煙雨任平生。”穆蓉立即接出下句,然後小心翼翼的詢問:“沈學霸,滿血復活又能考滿分了?”

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