24

Равновесие поршня с грузом

ЕГЭ · Физика · Задание 24 · Основы термодинамики
ПовышеннаяФИПИA2EA39Развёрнутое решение≈ 8 минут

В вертикальном цилиндрическом сосуде с площадью поперечного сечения $S = 5\ \text{см}^2$, ограниченном сверху подвижным поршнем массой $M = 1\ \text{кг}$, находится воздух при комнатной температуре. Первоначально поршень находился на высоте $H = 13\ \text{см}$ от дна сосуда. На какой высоте $h$ от дна сосуда окажется поршень, если на него положить груз массой $m = 0{,}5\ \text{кг}$? Воздух считать идеальным газом, а его температуру — неизменной. Атмосферное давление принять равным $10^5\ \text{Па}$. Трение между стенками сосуда и поршнем не учитывать.

Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
Дайте развернутый ответ.

В вертикальном цилиндрическом сосуде с площадью поперечного сечения S=5 см2, ограниченном сверху подвижным поршнем массой M=1 кг, находится воздух при комнатной температуре. Первоначально поршень находился на высоте H=13 см от дна сосуда. На какой высоте h от дна сосуда окажется поршень, если на него положить груз массой m=0,5 кг? (Воздух считать идеальным газом, а его температуру – неизменной. Атмосферное давление принять равным 105 Па.) Трение между стенками сосуда и поршнем не учитывать.



Ответ

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 разбор
!
3 уровня: от лёгкого толчка до почти готового решения. Следующий открывается, когда прочитан предыдущий, — чтобы не перепрыгнуть сразу к ответу.
1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3

Какие силы действуют на поршень до и после помещения груза?

2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3

Для каждого состояния запишите давление воздуха: $p_1 = p_0 + \dfrac{Mg}{S}$ и $p_2 = p_0 + \dfrac{(M+m)g}{S}$. При постоянной температуре $p_1V_1 = p_2V_2$.

3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3

Так как $V_1 = SH$ и $V_2 = Sh$, то $h = H\dfrac{p_1}{p_2}$. Подставьте $S = 5 \cdot 10^{-4}\ \text{м}^2$, $p_0 = 10^5\ \text{Па}$ и $g \approx 10\ \text{м/с}^2$.

Всё равно не складывается?Полное решение с обоснованием каждого шага — на отдельной странице.
Открыть решение

Задание 24 ЕГЭ, физика

Задача из темы «Основы термодинамики»: в ней 171 задача с ответом и разбором по шагам. В 24-м номере бланка — 104 задачи.

Ответ можно проверить здесь же, а если не выходит — открыть подсказку или разбор. Регистрация не нужна.