Задание 29. В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление газа р1 = Па. Расстояние от дна сосуда до поршня равно L. Площадь поперечного сечения поршня S = 25 см2. В результате медленного нагревания газ получил количество теплоты Q = 1,65 кДж, а поршень сдвинулся на расстояние х = 10 см. При движении поршня на него со стороны стенок сосуда действует сила трения величиной Fтр = Н. Найдите L. Считать, что сосуд находится в вакууме.
Решение.
1. Поршень будет медленно двигаться, если сила давления газа на поршень и сила трения со стороны стенок сосуда уравновесят друг друга: , откуда .
2. Поэтому при нагревании газа поршень будет неподвижен, пока давление газа не достигнет значения р2. В этом процессе газ получает количество теплоты Q12. Затем поршень будет сдвигаться, увеличивая объём газа, при постоянном давлении. В этом процессе газ получает количество теплоты Q23.
3. В процессе нагревания, в соответствии с первым началом термодинамики, газ получит количество теплоты:
.
4. Внутренняя энергия одноатомного идеального газа в начальном состоянии:
,
в конечном состоянии:
.
5. Из пп. 3, 4 получаем
м.
Ответ: 0,3 м.
Другие задания:
Для наших пользователей доступны следующие материалы: