Самообразование
Главная > 2017: ЕГЭ, ОГЭ Предметы > ЕГЭ 2017. Физика. Демидова М. Ю. 30 вариантов. Типовые экзаменационные варианты.

Вариант 19. Задание 29. ЕГЭ 2017. Физика. Демидова М. Ю. 30 вариантов. Решение

Задание 29. В сосуде объёмом V = 0,02 м3 с жёсткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью s, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100 Н. Пробка выскакивает, если газу передать количество теплоты не менее 15 кДж. Определите значение s, полагая газ идеальным.

Решение.

Пробка выскочит, если сила, с которой газ давит изнутри на пробку, превысит суммарную силу давления атмосферного воздуха снаружи на пробку и трения пробки о края отверстия. А это произойдёт, когда давление газа превысит атмосферное давление на величину , откуда: .

Поскольку изначально давление газа в сосуде равно атмосферному, именно такое изменение давления газа в сосуде определяет предельное количество теплоты, переданное газу.

Поскольку объём V газа не меняется, изменение давления газа связано с изменением его температуры T. Согласно уравнению Клапейрона-Менделеева , где v — количество газообразного вещества.

Чтобы найти изменение температуры газа, обратимся к первому закону термодинамики: . В нашем случае работа внешних сил A = 0, поскольку объём газа не меняется, и изменение внутренней энергии газа равно количеству полученной им теплоты: .

Для идеального одноатомного газа имеем: . Соотнеся это равенство с уравнением Клапейрона-Менделеева и равенством , находим:

,

 Па.

Следовательно,

 м2.

Ответ:  м2.

Автор: С.М. Балакирев
Формат книги: pdf
Дата написания: 2017 г.
Объем: 70 стр.

Другие задания варианта:

Темы раздела