Площадь поршня в термодинамическом процессе
В горизонтальном цилиндре с гладкими стенками под массивным поршнем находится одноатомный идеальный газ. Поршень соединён с основанием цилиндра пружиной с жёсткостью $k$. В начальном состоянии расстояние между поршнем и основанием цилиндра было равно $L$, а давление газа в цилиндре было равно внешнему атмосферному давлению $p_0$. Затем газу было передано количество теплоты $Q$, и в результате поршень медленно переместился вправо на расстояние $b$. Чему равна площадь поршня $S$?
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
В горизонтальном цилиндре с гладкими стенками под массивным поршнем находится одноатомный идеальный газ. Поршень соединён с основанием цилиндра пружиной с жёсткостью k. В начальном состоянии расстояние между поршнем и основанием цилиндра было равно L, а давление газа в цилиндре было равно внешнему атмосферному давлению p0 | ||
| |
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
Запишите условие равновесия поршня после его смещения и выразите конечное давление газа.
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Используйте первый закон термодинамики: $Q = \Delta U + A$. Для одноатомного идеального газа $\Delta U = \dfrac{3}{2}\Delta(pV)$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
После смещения на $b$: $p_1=p_0+\dfrac{kb}{S}$, $V_0=SL$, $V_1=S(L+b)$, а работа газа равна $A=p_0Sb+\dfrac{1}{2}kb^2$. Подставьте эти выражения в первый закон термодинамики и найдите $S$.