В цилиндре под поршнем на пружине
5/10В вакууме на теплоизолирующей подставке установлен вертикальный теплоизолированный цилиндр, закрытый тяжёлым поршнем, подвешенным на пружине (см. рисунок). Поршень может скользить в цилиндре без трения. В случае если между дном цилиндра и поршнем газ отсутствует, поршень располагается в состоянии равновесия у дна цилиндра, при этом пружина растянута на длину \(l_0 = 10\) см.

Под поршень вводится порция одноатомного идеального газа при температуре \(T_0 = 200\) K, в результате поршень располагается на расстоянии \(l_0\) от дна цилиндра.
Теплоёмкостью цилиндра и поршня можно пренебречь. Универсальная газовая постоянная \(R\) равна 8,3 Дж/(моль \(\cdot\) К).
К газу под поршнем медленно подводится такое количество теплоты, что поршень перемещается вверх на расстояние \(\dfrac{l_0}{2}\). На сколько увеличивается температура газа под поршнем? Ответ дайте в градусах Кельвина, округлите до целого.
Найдите молярную теплоёмкость газа \(c\) в начальном состоянии. В ответе на вопрос укажите номер столбца таблицы, в котором стоит значение, наиболее близкое к найденному вами.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСила давления газа на поршень уравновешена разностью веса поршня и силы пружины, поэтому давление линейно зависит от высоты поршня. Выразите \(pV\) через \(l\) и примените первое начало термодинамики.
Ответ1) \(\Delta T = 250\) К; 2) 4.
Похожие задачи
- Диссоциация двухатомного газа МОШ 2015/16, 11 кл.
- Теплоёмкость процесса с азотом МОШ 2019/20, 11 кл.
- Гелий над ртутью МОШ 2013/14, 11 кл.
- Процесс p = αV МОШ 2017/18, 11 кл.
- Отношение теплоёмкостей из двух нагревов МОШ 2017/18, 11 кл.
- Одноатомный газ с теплоёмкостью R МОШ 2019/20, 10 кл.