ЕГЭ и ОГЭ
Главная

Источник задания: Решение 4262. ЕГЭ 2017. Физика. Демидова М. Ю. 30 вариантов.

Задание 27. На полу неподвижного лифта стоит теплоизолированный сосуд, открытый сверху. В сосуде под тяжёлым подвижным поршнем находится одноатомный идеальный газ. Поршень находится в равновесии. Лифт начинает равноускоренно опускаться вниз. Куда сдвинется поршень относительно сосуда после начала движения лифта и как при этом изменится температура газа в сосуде? Трением между поршнем и стенками сосуда, а также утечкой газа из сосуда пренебречь. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Решение.

1. Поршень сдвинется вверх. Температура газа в сосуде понизится.

2. Пусть масса поршня M, а площадь его основания S. Атмосферное давление над поршнем равно , первоначальное давление газа в сосуде равно . Поскольку поршень первоначально находится в равновесии, .

3. При движении лифта с ускорением a, направленным вниз, поршень сдвинется и займёт относительно сосуда новое положение равновесия, в котором давление газа в сосуде станет равным . Поскольку сосуд теплоизолирован и изменения числа частиц нет, уменьшение давления возможно только за счёт расширения газа. При этом газ совершает работу A > 0.

4. Поскольку сосуд теплоизолированный, газ, находящийся под поршнем, участвует в адиабатическом процессе. В этом случае, по первому закону термодинамики, газ совершает работу за счёт уменьшения внутренней энергии.

5. Уменьшение внутренней энергии газа повлечёт за собой понижение его температуры .

Другие задания:

Темы раздела

Для наших пользователей досутпны следующие материалы: