В сосуде объемом V с жесткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью s=2*10^-4 метров 2, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100H. Пробка выскакивает, если газу передать количество теплоты не менее 15 кДж. Определите значение V, полагая газ идеальным.

11 Мар 2020 в 19:42
129 +1
0
Ответы
1

Для того чтобы определить значение объема V, нужно использовать закон Бойля-Мариотта, который гласит: p1V1 = p2V2, где p1V1 - начальное состояние газа, p2V2 - конечное состояние газа.

Из условия известно, что начальное давление равно атмосферному давлению, то есть p1 = 101325 Па. Площадь отверстия s = 2*10^-4 м^2. Максимальная сила трения покоя F = 100 H = 100 Н.

Теплота q, переданная газу равна 15 кДж = 15000 Дж.

Известно, что при выходе пробки из отверстия, работа внешних сил равна сумме изменения внутренней энергии газа и работы внутренних сил трения. По формуле теплового равновесия: ΔU + Wтр = q, где ΔU - изменение внутренней энергии газа, Wтр - работа внутренних сил трения.

Wтр = Fs = 100 Н 2*10^-4 м^2 = 0.02Дж

ΔU = q - Wтр = 15000 Дж - 0.02 Дж = 14999.98 Дж

Таким образом, изменение внутренней энергии газа равно 14999.98 Дж.

Теперь можем найти объем V, подставив известные значения:

p1V1 = p2V2

101325 Па V = (101325 Па + 1 атмосфера) V

V = V/8

V = 1/8 * V

V = (p1/p2) V = 101325 Па/ (101325 Па + 101325 Па) V = 0.5V

Таким образом, значение объема V равно половине исходного объема.

18 Апр 2024 в 16:18
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