В теплоизолированном (при исходной температуре 25C) цилиндре объемом 4 л под

В теплоизолированном (при начальной температуре 25C) цилиндре объемом 4 л под поршнем площадью 20 см^2 и массой 5 кг находится азот. На поршень поставили гирю массой 5 кг. Каков станет объем газа? С решением, спасибо.

Задать свой вопрос
1 ответ
Сначала кажется, что процесс будет адиабатическим, но это не так: адиабатический процесс обязан быть очень медлительным, а этот таким не будет. В этой задачке нужно расписать закон сохранения энергии. Пусть вышина цилиндра равна h, масса цилиндра и поршня m, площадь поршня S, а станет высота поднятия поршня h. В начале (как только положили гирю) высота поднятия этой гири (если считать от окончательного уровня гири) одинакова (h - h). Означает, энергия этого груза, будучи равной потенциальной его энергии, равна mg(h-h'). Внутренняя энегрия идеального двухатомного газа по формуле равна \frac52\nu RT=\frac52PV = 2.5\fracFShS = 2.5mgh. Тут я использую то, что давление газа изнутри компенсирует давление поршня. Означает, изначальная энергия системы одинакова E_1 = mg(2.5h + h - h') = mg(3.5h + h'). После остановки движения энергия багажа станет равна 0, а внутренняя энергия газа станет одинакова E_2 = 2.5PV = 2.5F'h' = 2.5\cdot2mgh' = 5mgh'.
Приравняем внутренние энергии систем: 
mg(3.5h + h') = 5mgh' \Leftrightarrow 3.5h = 4h' \Leftrightarrow h' = \frac78h \Leftrightarrow V' = 0.875\cdot V = 3.5 л.

Ответ: V' = 3.5 л
, оставишь ответ?
Имя:*
E-Mail:


Добро пожаловать!

Для того чтобы стать полноценным пользователем нашего портала, вам необходимо пройти регистрацию.
Зарегистрироваться
Создайте собственную учетную запить!

Пройти регистрацию
Авторизоваться
Уже зарегистрированны? А ну-ка живо авторизуйтесь!

Войти на сайт