Физика задача В сосуде со свободно перемещающимся поршнем В сосуде со свободно перемещающимся поршнем площадью 30см^2 находится 2 моля идеального газа при нормальном давлении и температуре 27 градусов цельсия (см. рис. 212). Какую силу нужно приложить, чтобы поршень остался неподвижен при нагревании газа на 100 градусов цельсия? (теплообменом с окружающей средой пренебречь)
Физика задача В сосуде со свободно перемещающимся поршнем В сосуде со свободно перемещающимся поршнем площадью 30см^2 находится 2 моля идеального газа при нормальном давлении и температуре 27 градусов цельсия (см. рис. 212). Какую силу нужно приложить, чтобы поршень остался неподвижен при нагревании газа на 100 градусов цельсия? (теплообменом с окружающей средой пренебречь)
Похожие вопросы
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Для решения данной задачи используем уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT,
где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
Из условия задачи известно, что начальная температура T1 = 27 градусов Цельсия, начальное количество вещества n = 2 моля, начальное давление P1 = 1 атмосфера, начальный объем V =?
Так как начальное давление равно нормальному давлению, то объем газа при нормальных условиях можно рассчитать как V1 = (nRT1) / P1 = (2 моль 0.0821 атм 300 К) / 1 атм = 49.26 л.
Площадь поршня S = 30 см^2 = 0.003 м^2.
После нагревания температура становится T2 = 27 + 100 = 127 градусов Цельсия.
Объем газа после нагревания можно рассчитать как V2 = (nRT2) / P = (2 моль 0.0821 атм 400 К) / P2.
Так как давление в сосуде остается неизменным, то P2 = P.
Теперь мы можем записать уравнение равновесия по силе:
F = P * S,
F = P2 S = (nRT2 / V2) S,
F = (2 моль 0.0821 атм 400 К / V2) * 0.003 м^2.
Подставляем значения и рассчитываем силу F.