Каковы первоначальная температура и объем гелия, находящегося под поршнем в цилиндре, если при охлаждении газа до t = -23 °С поршень с лежащим на нем грузом общей массойm1= 16 кг совершает работу А = 400 Дж? Площадь поршняS= 200 см2, атмосферное давление р0 нормальное, масса гелия = 5 г.
Каковы первоначальная температура и объем гелия, находящегося под поршнем в цилиндре, если при охлаждении газа до t = -23 °С поршень с лежащим на нем грузом общей массойm1= 16 кг совершает работу А = 400 Дж? Площадь поршняS= 200 см2, атмосферное давление р0 нормальное, масса гелия = 5 г.
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 начала нужно определить работу газа при сжатии или расширении. Так как газ сжимается, то работа будет положительной.
W = PΔV
где W - работа, P - давление, ΔV - изменение объема.
Давление определяется как
P = P0 + mgh/S
где P0 - атмосферное давление, m - масса груза, g - ускорение свободного падения, h - высота, S - площадь поршня.
Из этого уравнения можно определить давление P.
Далее можно определить изменение объема газа по уравнению состояния идеального газа:
PV = nRT
где P - давление, V - объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая константа, T - температура.
Из уравнения можно определить начальную температуру и объем гелия:
T1 = P1V1/nR
где T1 - начальная температура, P1 - начальное давление, V1 - начальный объем.
Т1 = -23 + 273 = 250K
V1 = nRT1/P1
V1 = (0,005 кг 8,31 Дж/(мольК) * 250K) / P1
Зная начальный объем, можно определить начальное давление:
P1 = P0 + m1gh/S
И подставив все значения, можно найти начальную температуру и объем гелия.