Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание № 1139
i

В вер­ти­каль­ном ци­лин­дри­че­ском со­су­де, за­кры­том снизу лег­ко­по­движ­ным порш­нем мас­сой m  =  10 кг и пло­ща­дью по­пе­реч­но­го се­че­ния S  =  40 см2, со­дер­жит­ся иде­аль­ный од­но­атом­ный газ. Сосуд на­хо­дит­ся в воз­ду­хе, ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние ко­то­ро­го р0  =  100 кПа. Если при изо­бар­ном на­гре­ва­нии газу со­об­щить ко­ли­че­ство теп­ло­ты Q  =  225 Дж, то пор­шень пе­ре­ме­стит­ся на рас­сто­я­ние |Δh|, рав­ное ... см.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

До на­гре­ва­ния си­сте­ма на­хо­дит­ся в рав­но­ве­сии. За­пи­шем вто­рой закон Нью­то­на в про­ек­ции на вер­ти­каль­ную ось

p_0S минус pS минус mg=0,

Вы­ра­зим от­сю­да дав­ле­ние газа

p= дробь: чис­ли­тель: p_0S минус mg, зна­ме­на­тель: S конец дроби =p_0 минус дробь: чис­ли­тель: mg, зна­ме­на­тель: S конец дроби .

Со­глас­но пер­во­му на­ча­лу тер­мо­ди­на­ми­ки, пе­ре­дан­ное газу тепло в изо­бар­ном про­цес­се идет на со­вер­ше­ние ра­бо­ты и из­ме­не­ние внут­рен­ней энер­гии газа. Для изо­бар­но­го про­цес­са с учётом урав­не­ния Мен­де­ле­е­ва  — Кла­пей­ро­на спра­вед­ли­во:

Q = \Delta U плюс A = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \nu R\Delta T плюс p\Delta V = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби p\Delta V.

Объем в свою оче­редь из­ме­нит­ся на \Delta V=S\Delta h.

Под­ста­вим \Delta V и вы­ра­зим рас­сто­я­ние, на ко­то­рое пе­ре­дви­нет­ся пор­шень

\Delta h= дробь: чис­ли­тель: 2Q, зна­ме­на­тель: 5Sp конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2Q, зна­ме­на­тель: 5S левая круг­лая скоб­ка p_0 минус дробь: чис­ли­тель: mg, зна­ме­на­тель: S конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби =0,3м=30см.

Ответ: 30 см.

Источник: Цен­тра­ли­зо­ван­ное те­сти­ро­ва­ние по фи­зи­ке, 2017
Сложность: III
Спрятать решение · Помощь


О про­ек­те · Ре­дак­ция · Пра­во­вая ин­фор­ма­ция · О ре­кла­ме
© Гущин Д. Д., 2011—2025