Тема . МКТ. Газовые законы

.05 Уравнение состояния идеального газа

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела мкт. газовые законы
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#27752

Идеальный газ участвует в процессе, в котором его температура изменяется от T0   до 5T0   , а график зависимости давления от температуры — парабола

       (       2)
p = p0  1 + -T--
            4T 20
Плотность газа в конце процесса равна ρk  . Чему равна минимальная плотность газа в этом процессе?

Источники: Покори Воробьёвы горы!, 2016, 10–11

Показать ответ и решение

Плотность идеального газа можно связать с давлением и температурой с помощью уравнения Менделеева-Клапейрона:

pV =  m-RT  ⇒  ρ = m- =  pμ--
      μ            V     RT

Следовательно, в этом процессе

                (        )
         μ            T2
ρ(T ) = RT--⋅ p0 1 + 4T-2  .
                        0

Чтобы проанализировать функцию занесём в скобки T  и вынесем 2T0   :

              (           )         (       )
ρ(T ) = -μp0--  2T0-+ -T--  =  μp0--- α + -1
        2RT0    T     2T0      2RT0       α

Минимум выражения в скобках (из неравества о средних) достигается при α = 1  :

          ∘  -----
α +  1-≥ 2   α ⋅ 1-≥ 2
     α          α

Т.к. α =  1  соотвествует значению T  = 2T0   , которое входит в диапазон [T0,5T0 ]  , можем найти минимальную плотность:

ρmin = ρ(2T0 ) = μp0--⋅ 2 = μp0-
                 2RT0       RT0

Плотность в конце процесса вычислим, используя конечную температуру:

               29-μp0-   29-
ρk = ρ (5T0 ) = 20 RT  =  20ρmin
                     0

Имеем:

ρ    = 20-ρ
 min   29  k
Ответ: 20/29

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!