.01 Термодинамика процесса
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Длинный горизонтальный цилиндр с одной стороны наглухо закрыт, а с другой открыт в окружающую среду. В цилиндре
может двигаться без трения тяжёлый поршень. Между поршнем и закрытым торцом цилиндра находится идеальный
одноатомный газ, занимающий объём 
при внешнем давлении 
Внешнее давление мгновенно уменьшают до
значения 
где 
и поддерживают его постоянным до полной остановки поршня и
перехода газа в новое состояние равновесия с давлением 
Далее внешнее давление скачком увеличивают
до начального значения 
и поддерживают его постоянным до перехода газа в конечное равновесное
состояние, в котором газ занимает некоторый объём 
при давлении 
Считая, что стенки цилиндра и
поршень не проводят тепло, найдите разность объемов 
Числовой ответ выразите в кубических
сантиметрах.
(«Курчатов», 2019, 11)
Источники:
Рассмотрим переход газа из начального состояния 
в промежуточное равновесное состояние 
. Параметры газа,
относящиеся к этим состояниям, будем отмечать индексами 
и 
.
Запишем первое начало термодинамики:
— универсальная газовая постоянная, 
— число молей газа, 
— работа силы давления газа на
поршень. Далее рассмотрим баланс энергии для поршня. Так как его механическая энергия не изменилась,
то
Здесь 
— работа силы внешнего давления:
Эта работа отрицательная, поскольку сила внешнего давления действует против направления движения поршня. Используя также уравнение состояния газа
находим объём 
:
Рассмотрим теперь переход газа из состояния 
в конечное состояние. Параметры газа, относящиеся к конечному
состоянию, будем отмечать индексом 
. Запишем первое начало термодинамики:
— работа силы давления газа на поршень. Так как механическая энергия поршня не изменилась,
то
— работа силы внешнего давления:
В данном случае работа положительна, поскольку сила внешнего давления действует по направлению движения поршня. Используя также соотношение
и полученное выше значение 
, находим объём 
:
Разность конечного и начального объёмов равна:
![[ ] 2
ΔV = VK − V0 = V0 (5-−-2α)(5-−-3α-)− 1 = -6α-V0--= 18 см3
25(1 − α ) 25(1 − α)](/api/latex-service/v1/GetSession/248991/index-262ba9b9b5a2d0313847adffc7d925b9.svg)
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!
