Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание № 1287
i

В вер­ти­каль­но рас­по­ло­жен­ном ци­лин­дре под лег­ко­по­движ­ным порш­нем, масса ко­то­ро­го m = 2,00 кг, а пло­щадь по­пе­реч­но­го се­че­ния S = 10,0 см2, со­дер­жит­ся иде­аль­ный газ (см. рис.). Ци­линдр на­хо­дит­ся в воз­ду­хе, ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние ко­то­ро­го p0 = 100 кПа. Если на­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра газа и объем T1 = 300 К и V1 = 4,00 л со­от­вет­ствен­но, а при изо­бар­ном на­гре­ва­нии из­ме­не­ние его тем­пе­ра­ту­ры ΔT = 160 К, то ра­бо­та A, со­вер­шен­ная силой дав­ле­ния газа, равна ... Дж.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

По усло­вию газ пре­тер­пе­ва­ет изо­бар­ное на­гре­ва­ние. Дав­ле­ние газа равно сумме ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния и дав­ле­ния, со­зда­ва­е­мо­го порш­нем

p=p_o плюс дробь: чис­ли­тель: mg, зна­ме­на­тель: S конец дроби .

Ис­поль­зуя урав­не­ние Мен­де­ле­е­ва  — Кла­пей­ро­на, ко­ли­че­ство ве­ще­ства газа может быть най­де­но как

\nu= дробь: чис­ли­тель: pV_1, зна­ме­на­тель: RT_1 конец дроби .

В изо­бар­ном про­цес­се газ со­вер­ша­ет ра­бо­ту

A=p\Delta V=\nu R \Delta T= дробь: чис­ли­тель: pV_1, зна­ме­на­тель: T_1 конец дроби \Delta T= дробь: чис­ли­тель: V_1, зна­ме­на­тель: T_1 конец дроби \Delta T левая круг­лая скоб­ка p_o плюс дробь: чис­ли­тель: mg, зна­ме­на­тель: S конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка =256Дж.

Ответ: 256.

Источник: Цен­тра­ли­зо­ван­ное те­сти­ро­ва­ние по фи­зи­ке, 2018
Сложность: III