Поршень с политропическим процессом (вариант 2)
6/10Невесомый поршень может скользить по гладкой внутренней поверхности вертикально расположенного цилиндра высотой \(L = 2\) 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 \(m = 66\) кг. В начальном состоянии плоскость поршня расположена на расстоянии \(L\) от дна цилиндра. При движении поршня реализуется процесс \(pV^{5/2} = \text{const}\). Найдите температуру газа при прохождении поршнем положения равновесия и наименьшую высоту, которую он достигнет.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаИз условия равновесия поршня найдите давление газа в положении равновесия и воспользуйтесь уравнением состояния. Для наименьшей высоты используйте закон сохранения энергии при движении поршня.
Ответ1) \(T_1 = T_0\left(1 + \dfrac{mg}{p_0 S}\right)^{3/5} \approx 407\) К; 2) \(x \approx 1{,}34\) м.
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.