Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 26 гостей.

Готовимся к олимпиаде. Термодинамика.

11. В вертикально расположенном цилиндрическом сосуде под поршнем находится моль гелия при температуре T1 = 300 К. На поршень поставили гирю массой в α = 2,5 раза большей массы поршня.
 1) Во сколько раз изменится температура гелия после установления нового равновесия при отсутствии теплообмена с окружающей средой?
 2) Какое количество теплоты необходимо отвести от гелия в изобарическом процессе, чтобы вернуть газ в состояние с первоначальной температурой T1? Наружным давлением, трением поршня о стенку сосуда, теплоемкостью сосуда и поршня пренебречь.

Решение.

 1) Пусть H1 и H2 − расстояние от поршня до дна сосуда соответственно в начале и в конце опыта, T2 − конечная температура газа, S − площадь поршня.


 Запишем закон сохранения энергии
В первом состоянии энергия системы

во втором состоянии энергия системы

или с учетом того, что CV = 3R/2, ν = 1 моль запишем

 Запишем уравнение состояния газа

Из уравнений (1) и (2) находим, что температура увеличится в

 2) Если Q − количество теплоты, отведенное от газа в изобарическом процессе, то газ получил количество теплоты − Q, причем

 Здесь молярная теплоемкость при постоянном давлении Cp = CV + R. С учетом выражения для T2 (3) имеем

 После вычислений находим Q ≈ 6,2 кДж.

Смотрите еще:
Задачник по физике для олимпиадника.
Подготовка олимпиадника по физике.