Под поршнем вертикального цилиндра находится m=2 кг гелия. при сообщении газу 105 кдж теплоты его температура увеличилась на 10 к. определите: а) малярные теплоемкости гелия при постоянном давлении постоянном объеме сv б) изменение внутренней энергии газа в) механическую работу, совершенную газом при расширении

А) 1)  при v = const: по 1 закону термодинамики: qv = cv  δt, откуда cv = qv /  δt. cv = 105*10^(3) / 10 = 10,5*10^(3) дж/(моль*к) = 10,5 кдж/(моль*к) 2) при p = const: по 1 закону термодинамики: qp =  δu + pδv = cp  δt + (m r  δt)/m (лежа на диване мне лень что-либо выводить отсюда, поэтому просто подставляю и решаю как линейное уравнение) 105*10^(3) = 10 cp + 41,54*10^(3), cp = 6  346  дж/(моль*к) б) δu = (i/2) * (m r  δt) / m δu = (1.5*2*8.31*10)/(4*10^(-3)) =  62  325 дж  ≈ 62,3 кдж в) по 1 закону термодинамики: q = a +  δu, a = q -  δu.a = 10^(3) * (105 - 62,3) = 42,7*10^(3) дж = 42,7 кдж

p=pgh

p(воды)=1000 кг/м3

g=9.8 м/с2

h=0,3 м

 

 

р=1000*9.8*0.3=2940 н.

1) выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного под воду тела fa=p(ж)vтпв g, где p(ж) - потность жидкости,vтпв - объем тела под водой, g = 10 н/кг, vтпв= 0,04м3 х 3/4= 0,03 м3,

fa=1000 кг/м3 х 0,03 м3 х 10 н/кг = 300 н

2) чтобы вытащить из воды ведро, необходимо приложить силу, равную равнодействующей сил тяжести и архимедовой, так как эти силы направлены в противоположные стороны. f= fтяж-fa; fтяж= mg,где m - масса тела, g = 10н/кг; fa=p(ж)vт g, где p(ж) - потность жидкости,vт - объем тела (берем весь объем, потому что все тело погружено под воду), g = 10 н/кг

f= fтяж-fa=15кг х 10н/кг - 1000кг/м3 х 0,01м3 х 10н/кг= 150н-100н=50н

3) плавать может тело лишь в том случае, если архимедова сила и сила тяжести равны, если cила тяжести больше архимедовой силы, то тело утонет, если меньше, то всплывет. сравним эти две силы.

fтяж= mg,где m - масса тела, g = 10н/кг; архимедова сила равна весу жидкости в объеме погруженного в жидкость тела; зная массу вытесненной жидкости, легко вычислить ее вес : fa=р(ж)=m(ж) g, где

  р(ж) - вес жидкости, m(ж)- масса жидкости, g = 10н/кг

fтяж=3кг х10н/кг = 30н; fa=2,5 кг х 10н/кг=25н,

сила тяжести больше архимедовой силы, следовательно тело утонет

4) найдем грузоподъемность плота( ргруза - вес груза, который может выдкржать плот и не утонуть) грузоподъмность равна разности архимедовой силы и силы тяжести плота ргруза= fa- fтяж; fтяж= mg,где m - масса тела, g = 10н/кг; m=p(т)vт, где p(т) - плотность тела ( сосна сухая =400 кг/м3), vт - объем тела ; fa=p(ж)vт g, где p(ж) - потность жидкости,vт - объем тела , g = 10 н/кг; vт=2м х 0,2м х 0,1м х 10 брусьев=0,4 м3

fтяж=p(т)vтg= 400 кг/м3 х 0,4м3 х 10н/кг = 1600 н

fa=1000 кг/м3 х 0,4м3 х 10н/кг= 4000 н

ргруза=4000 н-  1600 н=2400н,

по весу груза, который может выдержать плот вычислим массу этого груза  m(груза)=ргруза : g= 2400 н : 10н/кг=240 кг - может перевезти плот за один раз, следовательно 800 кг можно перевезти лишь в несколько этапов.