Задача #1154 ← →
В вертикальном теплоизолированном цилиндрическом сосуде под поршнем находится 0,5 моль гелия, нагретого до некоторой температуры. Поршень сначала удерживают, затем отпускают, и он начинает подниматься. Масса поршня 1 кг. Какую скорость приобретет поршень к моменту, когда поршень поднимется на 4 см, а гелий охладится на 20 К? Трением и теплообменом с поршнем пренебречь.
Решение
Примечание
В приведенном решении записан закон сохранения энергии: было (тепловая) = стало (тепловая + механическая). Часть тепловой энергии перешла в механическую.
Возможен второй способ рассуждения с привлечением первого начала термодинамики.
где работа газа переходит в механическую энергию поршня Изменение внутренней энергии одноатомного газа равно Таким образом,
На мой взгляд, запись закона сохранения энергии при решении подобных задач понятнее и реже приводит к ошибкам.