24

Ответ: Жёсткость пружины газа

ЕГЭ · Физика · Задание 24 · Основы термодинамики
ВысокаяФИПИBB2FF8Развёрнутое решение≈ 15 минут
Что должно получиться

$k = \dfrac{2Q-5p_0Sb}{b(3L+4b)}$

У этого задания официального ключа нет, поэтому ответ получен в разборе и с ключом не сверен. Перед тем как заучивать результат, пройдите выкладки — там видно, откуда взялось каждое число.

Условие

В горизонтальном цилиндре с гладкими стенками под массивным поршнем с площадью $S$ находится одноатомный идеальный газ. Поршень соединён с основанием цилиндра пружиной. В начальном состоянии расстояние между поршнем и основанием цилиндра равно $L$, а давление газа в цилиндре равно внешнему атмосферному давлению $p_0$ (см. рисунок). Затем газу было передано количество теплоты $Q$, и в результате поршень медленно переместился вправо на расстояние $b$. Чему равна жёсткость пружины $k$?

Считайте, что процесс протекает медленно, а начальная пружина не деформирована.

Открыть задачу и решить самому

Где здесь ошибаются

Не учитывают работу газа против атмосферного давления.

Считают работу пружины равной $k b^2$ вместо $\dfrac{kb^2}{2}$.

Используют формулу изменения внутренней энергии с коэффициентом $\dfrac{5}{2}$ вместо $\dfrac{3}{2}$ для одноатомного газа.

Не учитывают изменение давления газа при растяжении пружины.

Откуда взялся этот ответРазбор разложен на 8 шагов: видно каждое преобразование и где теряется балл.
Открыть решение

Ответ к заданию 24 ЕГЭ, физика

Официального ключа у этого задания нет, и ответ здесь получен в разборе. Поэтому рядом стоят выкладки: по ним видно, на чём ответ держится, и можно сверить свой ход решения, а не только результат.

Задача из темы «Основы термодинамики»: в ней 171 задача — у каждой есть ответ и разбор по шагам. Регистрация не нужна.