Тема . №23 МКТ и Термодинамика. Электродинамика (Расчетная задача)

.01 Молекулярно – кинетическая теория

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №23 мкт и термодинамика. электродинамика (расчетная задача)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#22063

Идеальный одноатомный газ в количестве ν = 0,09  моль находится в равновесии в вертикальном цилиндре под поршнем массой M  =5  кг и площадью S = 25  см2.  Трение между поршнем и стенками цилиндра отсутствует. Внешнее атмосферное давление p0 = 105  Па. В результате охлаждения газа поршень опустился на высоту Δh  , а температура газа понизилась на ΔT = 16  К. Какова величина Δh  ?

Показать ответ и решение

Рассматриваемый процесс — изобарный (так как поршень подвижный и количество вещества газа не изменяется).
Запишем уравнение Менделеева–Клапейрона:

pΔV  =νR ΔT  (1)

где p  — давление газа под поршнем, ΔV  — изменение объема газа.
Запишем второй закон Ньютона:

⃗F +M ⃗g +F⃗0 = M⃗a,

где F = pS  – сила давления газа, F0 = p0S  – сила давления атмосферы, a  – ускорение поршня.
В состоянии покоя a= 0  . Спроецируем второй закон Ньютона в вертикальную ось:

pS− Mg − p0S = 0⇒ p= p0+ Mg-  (2)
                          S

где g  — ускорение свободного падения.
Изменение объема, занимаемого газом, после сообщения теплоты равно:

ΔV  = ΔhS  (3)

Подставим (3), (2) в (1):

(        )
  p0 + Mg- ΔhS = νR ΔT ⇒
      S

     -(-νRΔT---)-  -----0,09(-⋅8,31⋅16----)-
Δh =        Mg-  =      −4   5  -5-⋅10--  ≈ 0,04 м
     S  p0 + S      25⋅10   10 + 25⋅10−4
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

2

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: записано уравнение Менделеева-Клапейрона, второй закон Ньютона в векторном виде и проекции на выбранные координатные оси);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования,

приводящие к правильному ответу;

IV) представлен правильный ответ

Правильно записаны все необходимые положения теории,

1

физические законы, закономерности, и проведены преобразования,

направленные на решение задачи, но имеется один или несколько

из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение

(возможно, неверные), которые не отделены от решения

и не зачёркнуты.

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях допущены

ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены

логически важные шаги.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе

в записи единиц измерения величины)

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1 или 2 балла

Максимальный балл

2

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!