Задача #1285 ← →

В вер­ти­каль­но рас­по­ло­жен­ном ци­лин­дри­че­ском со­су­де, за­крытом по­движ­ным порш­нем мас­сой кг, со­дер­жит­ся один моль од­но­атом­но­го газа. На ка­кую ве­ли­чи­ну пе­ре­дви­нет­ся пор­шень, если газу со­об­щить ко­ли­че­ство теп­ла Дж? Мас­сой газа по срав­не­нию с мас­сой порш­ня пре­не­бречь, ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние не учи­ты­вать. Уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния при­нять м/с2.

Решение

При­ме­ча­ние

Мно­гие уче­ни­ки за­труд­ня­ют­ся уви­деть здесь изо­бар­ный про­цесс. Про­ще все­го по­нять это, за­дав­шись во­про­сом: «кто со­зда­ет дав­ле­ние газа?». И в на­чаль­ном, и в ко­неч­ном по­ло­же­ни­ях это толь­ко дав­ле­ние порш­ня. По­сколь­ку газ удер­жи­ва­ет один и тот же пор­шень и в на­чаль­ном, и в ко­неч­ном по­ло­же­ни­ях, дав­ле­ние газа в этих си­ту­а­ци­ях оди­на­ко­вы.

Пока пор­шень под­ни­ма­ет­ся, все не­мно­го слож­нее. В по­доб­ных за­да­чах под­ра­зу­ме­ва­ет­ся, что теп­ло­та пе­ре­да­ет­ся газу мед­лен­но, а пор­шень дви­жет­ся рав­но­мер­но. В та­ком слу­чае дав­ле­ние газа по­сто­ян­но в те­че­ние все­го про­цес­са.

Ответ