Вертикальный цилиндрический сосуд (диаметр 100мм) содержит под поршнем двухатомный идеальный газ (кол-во 0.1моль) в состоянии термодинамического равновесия с окружающей средой в н.у. поршень - стеклянная пластинка (масса 800г) может свободно перемещаться. начальная температура газа равна температуре окружающей среды. теплообменом между газом и окружающей средой можно пренебречь. через поршень в цилиндр некоторое время светит лазерный луч, который поглощается газом. в результате поршень смещается вверх на 30мм. определить кпд процесса. потом цилиндру медленно горизонтальное положение. какие давление и температура будут у газа в горизонтальном положении?
Процесс изобарный, за счет дополнительного тепла газом совершена работа A=p*(V2-V1).
V2-V1=S*H=(пи*D^2/4)*0.03=(3,14*0,*0,1/4)*0,03=0,00785*0,03=0,000236 м3.
Давление складывается из атмосферного и силы тяжести поршня. рат(ну)=101325 Па,
Давление от поршня mg/S=0.8*9.81/0.00785=999.24 Па.
Суммарное давление р(об)=101325+999.24=102324,24 Па.
А=102324,24 * 0,000236 = 24,11 Дж.
Полезная работа совершена по поднятию поршня и равна An=F*S.
Сила равна F=p(об)*S=102324,24*0,00785=803,65 Н.
Полезная работа - 803,65*0,03=24,11 Дж.
КПД=100%.