Тема . МКТ. Газовые законы

.04 Изопроцессы

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#49347

В вертикальном цилиндрическом сосуде под массивным поршнем находится одноатомный идеальный газ при температуре T0  , при этом поршень находится в равновесии. Температуру газа в сосуде мгновенно увеличивают в два раза. Какая температура установится в сосуде после того, как поршень перестанет двигаться? Теплоёмкостью поршня и сосуда пренебречь, теплопотери отсутствуют.

(«Росатом», 2012, 10)

Источники: Росатом, 2012, 10

Показать ответ и решение

Газ совершает работу по подъему поршня за счет своей внутренней энергии. Будем считать, что нагрев произошел настолько быстро, что поршень не успел за это время сместиться и набрать заметную скорость. Внутренняя энергия газа после нагрева составляет

U1 = 3 νR⋅2T0
     2

Пусть поршень, в конце концов, поднялся на высоту h  над начальным положением H  . Обозначив конечную температуру T1  , запишем уравнение Менделеева-Клапейрона для газа до нагрева и после установления равновесия, с учётом условия равновесия поршня(p = M-g)
     S  :

M-gSH = νRT0,   M-gS(H + h) = νRT1,
 S               S

где M  – масса и S  – площадь поршня. Теперь запишем закон сохранения энергии:

M gh = 3νR ⋅2T0 − 3νRT1
       2          2

Решая эту систему уравнений, получим

                 H-+-h-
h = 0,6H,  T1 = T0  H   = 1,6T0
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Записано верное выражение для внутренней энергии U  газа после нагрева

2

Сформулировано условие равновесия поршня

2

Записано ур-ние Клапейрона-Менделеева для газа до и после нагрева

2

Записан закон сохранения энергии

2

Решена система уравнений, получен верный ответ

2

Максимальный балл

10

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!