Задачи › Теплоёмкость, политропические процессы

В цилиндре под поршнем на пружине

  1. В цилиндре под поршнем на пружине

    МОШ 2022/23, 11 кл.
    5/10

    В 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.

    Рисунок

    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).

    1. 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.

    2. 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.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Сила 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.

    Ответ

    1) \(\Delta T = 250\) К;  2) 4.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи