физика
Информатика
Русский язык
Английский язык
Немецкий язык
Французcкий язык
Испанский язык
Физика
Химия
Биология
География
Обществознание
Литература
История
сайты - меню - вход - новости




Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 30 № 7402

Гелий в количестве ν = 0,1 моля находится в горизонтальном закреплённом цилиндре с поршнем, который может без трения перемещаться в цилиндре и вначале удерживается в равновесии силой F1 = 200 Н. При этом среднеквадратичная скорость движения атомов гелия составляет v1 = 1100 м/с. Затем гелий стали нагревать, а поршень удерживать в равновесии, медленно сдвигая его и постепенно увеличивая действующую на него силу. Когда эта сила равнялась F2 = 300 Н, среднеквадратичная скорость движения атомов гелия стала равной v2 = 1500 м/с. На какое расстояние Δl от исходного положения при этом сдвинулся поршень?

Решение.

Обозначим начальный объём гелия в цилиндре через а давление — через где площадь поршня равна S, а длина столба газа равна l1. Тогда, согласно уравнению Клапейрона–Менделеева, p1V1 = F1l1 = vRT1. Среднеквадратичная скорость атомов гелия при начальной температуре T1 равна где — молярная масса гелия. Отсюда Из написанных соотношений получаем: Аналогичным образом получаем, что в конце процесса Таким образом, искомый сдвиг поршня равен

 

 

Ответ: 19 см.

Источник: СтатГрад: Тре­ни­ро­воч­ная ра­бо­та по фи­зи­ке 21.12.2015 Ва­ри­ант ФИ10204
Спрятать решение · ·
Гость 27.02.2016 18:26

Задача сформулирована некорректно.

Ваше решение соответствует случаю, когда цилиндр находится в вакууме, что никак не следует из условия задачи.

Если цилиндр находится в земной атмосфере, то в начальный момент давление гелия под поршнем больше атмосферного на величину, которая в вашем решении обозначена как p1. Соответственно, в конечный момент давление гелия больше атмосферного на величину p2. И, пытаясь решить задачу, мы обнаруживаем катастрофическую нехватку исходных данных. Например, не хватает геометрических размеров цилиндра. Чтобы хоть площадь поршня как-то учесть.