Газовый пресс
7/10
В цилиндрических теплоизолированных сосудах с невесомыми поршнями содержится некоторый газ. Уравнение адиабаты \(pV^k = \text{const}\), температуру абсолютного нуля считайте равной \(T_0 = -273{,}15\,^\circ\)C. Определите:
площадь \(S_2\) поперечного сечения правого поршня — с точностью до десятых;
площадь \(S_1\) поперечного сечения левого поршня — с точностью до десятых;
показатель адиабаты \(k\) — с точностью до тысячных;
количество молей газа, содержащегося в цилиндрах — с точностью до тысячных;
давление \(p\) газа после установления равновесия (в килопаскалях), если соединительная трубка между сосудами открыта, на левый поршень поставлен груз массой \(M_1 = 22\) кг, а на правый поставлен груз массой \(M_2 = 43{,}5\) кг — с точностью до десятых.
Числа на гирях указывают их массу в граммах. Ускорение свободного падения \(g = 9{,}8\) м/с\(^2\). Универсальная газовая постоянная \(R = 8{,}31\) Дж/(моль\(\cdot\)К). При измерениях можно пренебречь трением, объёмом газа в соединительной трубке между сосудами, массой поршней и изменением центра масс газа.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаПод каждым поршнем в равновесии давление газа уравновешивает давление груза и атмосферы: сила веса делится на площадь поршня. Для показателя адиабаты сравните изменения давления и объёма при малом смещении поршня.
Ответ1) \(S_2 \approx 150{,}865 \pm 0{,}11\) см\(^2\); 2) \(S_1 \approx 75{,}45 \pm 1{,}5\) см\(^2\); 3) \(k \approx 1{,}3299 \pm 0{,}003\); 4) \(\nu \approx 0{,}108 \pm 0{,}003\) моль; 5) \(p \approx 129{,}25 \pm 0{,}5\) кПа.
Похожие задачи
- Поршни в трубе с газом СПбГУ 2010/11, 10 кл.
- Поршни в трубе с газом СПбГУ 2010/11, 11 кл.
- Поршни в трубе СПбГУ 2016/17, 10 кл.
- Облака в поднимающемся воздухе Курчатов 2019/20, 10 кл.
- Цилиндр и клапан ВсОШ 2021/22, 11 кл.
- Поршень и адиабата Росатом 2022/23, 11 кл.