Количество теплоты при нагревании газа
В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление газа $p_1 = 4 \cdot 10^5\ \text{Па}$. Расстояние от дна сосуда до поршня $L = 30\ \text{см}$. Площадь поперечного сечения поршня $S = 25\ \text{см}^2$. В результате медленного нагревания газа поршень некоторое время покоился, а затем медленно сдвинулся на расстояние $x = 10\ \text{см}$. При движении поршня на него со стороны стенок сосуда действует сила трения величиной $F_{\text{тр}} = 3 \cdot 10^3\ \text{Н}. Какое количество теплоты получил газ в этом процессе? Считать, что сосуд находится в вакууме.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление газа p1 = 4·105 Па. Расстояние от дна сосуда до поршня L = 30 см. Площадь поперечного сечения поршня S = 25 см2. В результате медленного нагревания газа поршень некоторое время покоился, а затем медленно сдвинулся | ||
| |
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 поршень начинает двигаться? Учтите, что сосуд находится в вакууме.
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
В момент движения давление газа удовлетворяет условию $pS = F_{\text{тр}}$. Для одноатомного идеального газа используйте $\Delta U = \dfrac{3}{2}(p_2V_2 - p_1V_1)$ и первый закон термодинамики $Q = \Delta U + A$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Найдите $p_2 = F_{\text{тр}}/S$, объёмы $V_1 = SL$ и $V_2 = S(L+x)$, а работу при движении поршня — $A = F_{\text{тр}}x$. Затем сложите $\Delta U$ и $A$.