Задача #1154 ← →

В вер­ти­каль­ном теп­ло­изо­ли­ро­ван­ном ци­лин­дри­че­ском со­су­де под порш­нем на­хо­дит­ся ге­лия, на­гре­то­го до не­ко­то­рой тем­пе­ра­ту­ры. Пор­шень сна­ча­ла удер­жи­ва­ют, за­тем от­пус­ка­ют, и он на­чи­на­ет под­ни­мать­ся. Мас­са порш­ня Ка­кую ско­рость при­об­ре­тет пор­шень к мо­мен­ту, ко­гда пор­шень под­ни­мет­ся на а ге­лий охла­дит­ся на 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