Тема . №24 МКТ. Термодинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.01 МКТ

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №24 мкт. термодинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#119081

Газ находится в высоком цилиндре под тяжелым поршнем, который может перемещаться без трения. Площадь поршня     2
30 см .  Когда цилиндр перевернули открытым концом вниз, объем газа увеличился в 3 раза. Чему равна масса поршня? Атмосферное давление 100 кПа.

Показать ответ и решение

Температура газа постоянна T = const  . Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:

pV =νRT

где p  — давление газа, V  — объём, ν  — количество вещества, R  — универсальная газовая постоянная, T  — абсолютная температура.
Так как объём увеличился в 3 раза при постоянной температуре, то давление уменьшилось в 3 раза.
Изобразим два случая

PIC

Запишем второй закон Ньютона. Для первого случая

Fд1− Mg − Fатм = 0,

Fатм − − Mg − Fд2 = 0,

где Fд1  и Fд2  – сила давления газа в первом и во втором случае.
Сила давления равна

F = pS,

где S  – площадь сечения.

p1S − Mg − p0S = 0,

p0S − Mg − p2S = 0,

где p0  – атмосферное давление, p1  – давление газа в первом случае, p2  – давление газа во втором случае.
Так как p2 =p1∕3,  то:

p1S − Mg − p0S = 0,

           p1
p0S − Mg − 3 S = 0.

Отсюда:

p1S = Mg + p0S

p0S − Mg − Mg-− 1p0S =0
            3   3

Подставляем:

4      2          p0S-  105 П-а⋅30⋅10−4 м2
3Mg =  3p0S ⇒ M  =  2 =         2        = 15 кг
Ответ:

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!