Горизонтальный цилиндр длиной 1 метр разделен на 2 равные части тонким подвижным поршнем. В обеих частях цилиндра содержится воздух, температура которого 280 кельвинов. На сколько переместится поршень, если воздух справа от него нагреть до 420 кельвинов, а температуру воздуха слева поддерживать постоянной?
Горизонтальный цилиндр длиной 1 метр разделен на 2 равные части тонким подвижным поршнем. В обеих частях цилиндра содержится воздух, температура которого 280 кельвинов. На сколько переместится поршень, если воздух справа от него нагреть до 420 кельвинов, а температуру воздуха слева поддерживать постоянной?
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 задачи воспользуемся законом Бойля-Мариотта:
(P_1V_1/T_1 = P_2V_2/T_2)
Где (P_1) и (P_2) - начальное и конечное давление (которое не изменяется), (V_1) и (V_2) - начальный и конечный объемы, (T_1) и (T_2) - начальная и конечная температуры.
Поскольку объем в левой и правой частях цилиндра одинаковый, получим:
(P_1/T_1 = P_2/T_2)
Так как давление не меняется, то:
(T_2 = (P_2 / P_1) T_1 = (280 / 420) 280 = 186.67)
Из условия очевидно, что объем в правой части увеличится, а в левой уменьшится, следовательно поршень поднимется на некоторую величину. Для нахождения этой величины воспользуемся законом Гей-Люссака для абсолютной температуры газа:
(V / T = const)
(V_1 / T_1 = V_2 / T_2)
(V_2 = V_1 (T_2 / T_1) = 0.5 (186.67 / 280)) метра
Ответ: Поршень поднимется на 0.25 метра.