Нагрев газа и пробка
В сосуде объёмом $V = 0{,}02\ \text{м}^3$ с жёсткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью $s$, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя $F$ пробки о края отверстия равна $100\ \text{Н}$. Пробка выскакивает, если газу передать количество теплоты не менее $15\ \text{кДж}$. Определите значение $s$, полагая газ идеальным.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| В сосуде объёмом V = 0,02 м3 с жёсткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью s, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100 Н. Пробка выскакивает, если газу передать количество теплоты не менее 15 кДж. Определите значение s, полагая газ идеальным. | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
При каком условии пробка начинает выскакивать? Сравните силу, действующую на пробку из-за разности давлений, с максимальной силой трения.
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Для газа в сосуде постоянного объёма используйте $Q = \Delta U = \dfrac{3}{2}V\Delta p$, где $\Delta p = p - p_0$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Из условия выталкивания $\Delta p\,s = F$. Сначала найдите $\Delta p = \dfrac{2Q}{3V} = 5\cdot10^5\ \text{Па}$, затем вычислите $s = \dfrac{F}{\Delta p}$.