Один моль гелия находится при температуре т1 = = 300 к в вертикальном закрытом теплоизолированном ци- линдре с поршнем массой т1 = 2 кг и диаметром d = 10 см. на поршень ставят кирюша массой mg=3кг. при этом поршень опускается на h=5см. определить установившуюся температуру газа, если атмосферное давление р0=10^5 па

m=10 см

g = 5 м/с2 маловероятно – я считаю  g=10 м/с2

t1=300 k

t2=t1+150=300+150=450 k

s=5 см2=5*10^-4 м2

v1=2 л=2*10^-3 м3

pa=100 кпа=10^5 па

1-e cостояние газа       pv1=vrt1

2-e cостояние газа       pv2=vrt2

разделим (1) на (2) или наоборот

pv1/ pv2 = vrt1/ vrt2

v2=v1*t2/t1

p=mg/s+pa

работа газа а=p*(v2-v1)=( mg/s+pa)*( v1*t2/t1-v1)= ( mg/s+pa)*v1*(t2/t1-1)

подставим численные значения

а=(10*10/(5*10^-4)+10^5)* 2*10^-3*(450/300-1)=120 дж=0.12 кдж

ответ  120 дж=0.12 кдж

*****если       g=5 м/с2

ответ  200 дж=0.2 кдж

при нагревании газ расширяется и поэтому совершает положительную работу: агаза=р*изменениеv

из уравнения состояния идеального газа запишем: pv1=mrt1/молярную массу - это газ находится в начальном состоянии, а после нагревания: pv2=mrt2

/молярную массу.

при изобарном процессе изменение температуры прямо пропорционально изменению объёма, поэтому преобразуем эти уравнения: из 2 уравнения вычтем 1: р(v2-v1)=m*r*изменение т/молярную массу, т.к.: агаза=р*изменениеv, то агаза=m*r*изменение т/молярную массу, вычмсляем: агаза=0,2*8,3*80/0,044=3018(дж)

количество теплоты найду по закону джоуля-ленца

q=i(2)rt=4а*4а*6 ом*20с=1920 дж=1,92 кдж