Поршень с политропическим процессом
6/10Невесомый поршень может скользить по гладкой внутренней поверхности вертикально расположенного цилиндра высотой \(L = 1\) м, сечением \(S = 100\) см\(^2\). Начальная температура воздуха \(T_0 = 300\) К, атмосферное давление \(p_0 = 100\) кПа. Цилиндр герметически закрыли поршнем и поставили на него груз массой \(m = 73\) кг. В начальном состоянии плоскость поршня расположена на расстоянии \(L\) от дна цилиндра. При движении поршня реализуется процесс \(pV^3 = \text{const}\). Найдите значения температуры в моменты времени, соответствующие прохождению поршнем 1) положения равновесия; 2) нижней границы движения поршня.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаВ положении равновесия давление газа находится из условия равновесия поршня с грузом, а температура — из уравнения состояния. В нижней точке скорость поршня равна нулю.
Ответ1) \(T_1 = T_0\left(1 + \dfrac{mg}{p_0 S}\right)^{2/3} \approx 432\) К; 2) \(T_2 \approx 613\) К.
Похожие задачи
- Политропический процесс сжатия «Шаг в будущее» 2010/11, 11 кл.
- Гелий над ртутью МОШ 2013/14, 11 кл.
- Малые приращения параметров газа Физтех 2015/16, 10 кл.
- Малые приращения параметров газа Физтех 2015/16, 10 кл.
- Политропический переход газа СПбГУ 2016/17, 10 кл.
- Политропический переход газа СПбГУ 2016/17, 11 кл.