В сосуде объёмом V с жёсткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью S = 2 · 10-4м2, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100 Н. Определите какое количество теплоты нужно сообщить системе, чтобы пробка вылетела, если объём сосуда V = 0,5 м3. Считать, что сосуд находится в вакууме. ответ выразить в кДж.
Объяснение:
Сила давления на пробку вычисляется по формуле f=ps
При этом условии сила трения равна данной силе давления газа;Отсюда следует,что
100=p*2*10^-4
p=2*10^-6
Газу сообщили некоторое количество теплоты
Q=A+dU (но так как объем фактически не изменился A=0)
dU=Q=(p0-p)V p0-атмосферное давление
Отсюда v=Q/(p0-p)
Объяснение:
дано S=2*10^-4 м²
F=100 Н
Q- ?
PS> Fтр - условие вылета пробки (=)
Q=ΔU так как V=const
Q=3/2 * vRΔT=1,5*V(P-Po)
P-Po=Q*2/3V
P=Fтр/S
Fтр/S - Po=2Q/3V
Q=1,5V*(Fтр/S- Po)
Q=1.5*0,5(100/2*10^-4 -10^5)=0,75*4*10^5=3*10^5 Дж=300 кДж
ответ Q=300 кДж