Охлаждение газа под поршнем (C3)
3/10В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Давление окружающего воздуха \(p = 10^5\) Па. Трение между поршнем и стенками сосуда пренебрежимо мало. В процессе медленного охлаждения от газа отведено количество теплоты \(Q = 75\) Дж. При этом поршень передвинулся на расстояние \(x = 10\) см. Чему равна площадь поперечного сечения поршня?
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(S = 30\) см\(^2\)
Решение1) Первое начало термодинамики: \(Q = \Delta U + A'\). Давление постоянно (поршень без трения, давление газа равно внешнему), поэтому работа газа \(A' = p\,\Delta V = -pxS\) (объём уменьшается). 2) Для одноатомного газа \(\Delta U = \tfrac{3}{2}\nu R\,\Delta T = \tfrac{3}{2}p\,\Delta V = -\tfrac{3}{2}pxS\). 3) Отсюда \(Q = -\tfrac{3}{2}pxS - pxS = -\tfrac{5}{2}pxS\), и \(S = -\dfrac{2Q}{5px} = 30\cdot 10^{-4}\) м\(^2 = 30\) см\(^2\) (с учётом того, что \(Q = -75\) Дж: газу отведено тепло).
Похожие задачи
- Газ получил теплоту (A14) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Теплота при расширении (B2) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Работа газа на рТ-диаграмме (A14) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Теплота по Tp-диаграмме (A14) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Работа на $Tp$-диаграмме (A14) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Работа газа по графику (А14) ЕГЭ 2007, 11 кл.