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

.04 Тепловые явления

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#104402

В большом теплоизолированном цилиндре с жёсткими стенками, разделённом тонкой недеформируемой перегородкой на две части с объёмами V1 = 2  м3 и V2 = 1  м3, находится идеальный одноатомный газ с давлениями в этих его частях, равными p1 = 1  атм. и p2 =  2 атм. соответственно. Какая сила F  будет действовать со стороны газа на основание цилиндра радиусом r = 0,4  м, если убрать перегородку?

Источники: Статград 2025 декабрь №3 | Статград 2025 декабрь №2

Показать ответ и решение

Поскольку сосуд теплоизолирован и его стенки жёсткие, он не обменивается количеством теплоты с окружающими телами(адиабатический процесс), и работа при смешивании газов не совершается. Поэтому, в соответствии с первым законом термодинамики, внутренняя энергия данной системы сохраняется неизменной. Найдем начальные внутреннии энергии в частях сосуда

U1 = 3p1V1,
     2

     3
U2 = 2p2V2.

Тогда

             3              3
U = U1+ U2 = 2 ⋅(p1V1+ p2V2)= 2p(V1+ V2).

Тогда

p = p1V1-+p2V2.
     V1 +V2

p = 2⋅105⋅1000+-⋅105⋅2000-≈ 1,33 атм..
         1000 +2000

Тогда по 3 Закону Ньютона на основание цилиндра будет действовать давление равное по модулю p  .
Тогда сила будет равна

F = pS = p⋅π⋅r2 = 1,33⋅105⋅3,14⋅0,42 ≈ 67 кН.
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!