.02 Термодинамика

В начальном состоянии пружина не дефермирована, т.к. давление справа и слова одинаковы и равны . Пусть после сообщения тепла газу его давление станет равным . По первому закону термодинамики:

где – работа газа.

Изменение температуры найдем из разности двух состояний по уравнению Менделеева-Клапейрона

Запишем второй закон Ньютона для поршня, когда пружина растянута на

Так как поршень по условию двигается медлено, то силы уравновешивают друг друга, в проекциях на горизонтальную ось (cм.рисунок)

где – сила давления атмосферы на поршень, – сила давления газа в цилиндре на поршень, – упругая сила, действующая на поршень со стороны пружины.
Сила давления газа равна

Значит при смещении на давление будет равно

График - прямая и :

Так как , то то график в координатах будет выглядить следующим образом:

Разность объемов:

Работа газа в этом процессе равна площади под графиком на рисунке

Тогда подставляем в формулу расчета количества теплоты

Раскрывая скобки и приводя подобные, имеем