Question

Срочно!!!! В сосуде объёмом V с жёсткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью S = 2 · 10-4м2, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100 Н. Определите какое количество теплоты нужно сообщить системе, чтобы пробка вылетела, если объём сосуда V = 0,5 м3. Считать, что сосуд находится в вакууме. Ответ выразить в кДж.​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

дано S=2*10^-4 м²

F=100 Н

Q- ?

PS> Fтр - условие вылета пробки (=)

Q=ΔU  так как V=const

Q=3/2  * vRΔT=1,5*V(P-Po)

P-Po=Q*2/3V

P=Fтр/S

Fтр/S - Po=2Q/3V

Q=1,5V*(Fтр/S- Po)

Q=1.5*0,5(100/2*10^-4 -10^5)=0,75*4*10^5=3*10^5 Дж=300 кДж

============

ответ Q=300 кДж

Answer 2

Объяснение:

Сила давления на пробку вычисляется по формуле f=ps

При этом условии сила трения равна данной силе давления газа;Отсюда следует,что

100=p*2*10^-4

p=2*10^-6

Газу сообщили некоторое количество теплоты

Q=A+dU (но так как объем фактически не изменился A=0)

dU=Q=(p0-p)V p0-атмосферное давление

Отсюда v=Q/(p0-p)

Answer 3

Для определения, сколько теплоты нужно сообщить системе, чтобы пробка вылетела из отверстия, мы можем использовать законы термодинамики, в частности, первый закон термодинамики, который гласит:

ΔU = Q - W

где: ΔU - изменение внутренней энергии системы, Q - количество теплоты, сообщенное системе, W - работа, совершаемая системой.

Сначала определим работу, которую система совершает, чтобы пробка вылетела. Работа, совершаемая при выталкивании пробки, равна силе трения, умноженной на расстояние, на которое пробка перемещается:

W = F * d

Где: F - сила трения, равная 100 Н, d - расстояние, на которое пробка перемещается. Мы можем предположить, что пробка перемещается на расстояние, равное толщине стенки сосуда, так как это минимальное расстояние, на которое её нужно подвинуть, чтобы она вылетела. Поскольку сосуд имеет жёсткие стенки, толщина стенки равна нулю.

Теперь мы можем рассчитать работу:

W = 100 Н * 0 = 0 Дж

Так как сосуд находится в вакууме, то внутренняя энергия системы не меняется (ΔU = 0).

Теперь, используя первый закон термодинамики, мы можем найти количество теплоты, которое нужно сообщить системе, чтобы пробка вылетела:

0 = Q - 0

Отсюда следует, что

Q = 0

Таким образом, никакого дополнительного количества теплоты не требуется, чтобы пробка вылетела из отверстия, так как работа, совершаемая системой, равна нулю.