В теплоизолированном цилиндре под невесомым поршнем находится один грамм насыщенного водяного пара. Наружное давление нормальное. В цилиндр ввели m = 1,0 г воды при температуре t0 = 22 °С. Пренебрегая теплоемкостью цилиндра и трением, найти работу, которую произвела сила атмосферного давления при опускании поршня.

20 Авг 2019 в 08:27
245 +1
0
Ответы
1

Для нахождения работы, произведенной силой атмосферного давления при опускании поршня, нужно рассмотреть изменение внутренней энергии системы.

Изначально в цилиндре находится 1 г насыщенного пара, что соответствует некоторому давлению и объему. Ввод воды приводит к конденсации части пара и увеличению внутренней энергии системы. После ввода воды парциальное давление водяного пара останется постоянным, а общее давление увеличится.

Работа, произведенная при опускании поршня, равна изменению внутренней энергии системы, так как теплоемкость цилиндра не учитывается. Из закона Дальтон под действием общего давления водяной пар будет сжиматься. Таким образом, работа будет равна:

[ W = \int_{V_1}^{V2} p{\text{атм}} dV ]

где (p_{\text{атм}}) - атмосферное давление, (V_1) и (V_2) - объемы до и после ввода воды.

Чтобы найти вывод внутренней энергии системы, нужно учесть, что при сжатии водяного пара до начального давления один грамм воды займет объем, равный (V_2 - V_1). Таким образом, работа будет равна:

[ W = p_{\text{атм}}(V_2 - V_1) ]

После выполнения всех вычислений вы можете получить искомую работу, произведенную атмосферным давлением при опускании поршня.

20 Апр 2024 в 13:53
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
Прямой эфир