Площадь поршня по первому закону термодинамики
В вертикальном цилиндре с гладкими стенками, открытом сверху, под поршнем массой $M$ и конечной площадью основания находится одноатомный идеальный газ. В первоначальном состоянии поршень покоится на высоте $h$, опираясь на выступы на внутренней стороне стенок цилиндра. Давление газа $p_0$ равно внешнему атмосферному. Газу сообщили количество теплоты $Q$, и в результате медленного расширения газа нижняя сторона поршня оказалась на высоте $H$. Тепловыми потерями пренебречь. Чему равна площадь основания поршня $S$?
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
В вертикальном цилиндре с гладкими стенками, открытом сверху, под поршнем массой M и конечной площадью основания находится одноатомный идеальный газ. | ||
| |
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
Как изменяются объём и давление газа после отрыва поршня от выступов?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Используйте $Q = \Delta U + A$, где для одноатомного идеального газа $\Delta U = \dfrac{3}{2}\left(p_2V_2-p_1V_1\right)$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
После подъёма поршня давление газа постоянно и равно $p_0 + \dfrac{Mg}{S}$, объёмы равны $V_1=Sh$ и $V_2=SH$, а работа газа равна $A=\left(p_0S+Mg\right)(H-h)$.