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.

Ответ

Сложность: 7/10

Источник: ФИПИ

Раздел: Тепловые явления

Подраздел: Термодинамика

Номер в ЕГЭ: 24