.02 Термодинамика
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
B вакууме закреплён горизонтальный цилиндр. В цилиндре находится гелий при давлении 100 кПа и температуре 300 К, запертый поршнем массой 90 г. Поршень удерживается упорами и может скользить влево вдоль стенок цилиндра без трения (см. рисунок). В поршень попадает пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 300 м/с, и застревает в нём. Температура гелия к моменту остановки поршня в крайнем левом положении возрастает на 90 К. Каков объём гелия в начальный момент времени? Считать, что за время движения поршня газ не успевает обменяться теплотой с цилиндром и поршнем.
Источники:
Пусть 
– масса пули 
– масса поршня, 
– скорость пули, 
– скорость пули и поршня после столкновения.
Запишем закон сохранения импульса:
Отсюда
Кинетическая энергия поршня с застрявшей пулей будут обладать кинетической энергией:
которая затем перейдёт в работу по сжатию газа.
Так как процесс сжатия быстрый, то газ не успевает обменяться теплом с цилиндром и поршнем, то есть процесс можно считать
адиабатным 
.
Запишем первое начало термодинамики:
где 
— работа газа, 
— изменение внутренней энергии газа.
Так как 
, то
При этом изменение внутренней энергии газа равно:
где 
– количество вещества, 
– изменение температуры.
Тогда
Найдем отсюда количество вещества в цилиндре:
Запишем уравнение Менделеева-Клайперона
Выражая объем, получим
Подставляя числа для начального момента времени, получим
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!
