Question

В сосуде объемом V=o.02 метров кубических с жесткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давление.В крыше сосуда имеется отверстие площадью S, заткнутое пробкой.Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100 H.Пробка выскакивает если газу передать количество теплоты не менее 15кДЖ. Определите значение S полагая газ идеальным.

Answer 1

Пробка выскочит тогда, когда Pатм<Р в сосуде. P*S=Fтр+Pфтм*S
Fтр=P*S-Pатм*S => S=Fтр/(P-Pатм)
т.к. Стенки сосуда жесткие, V-const, работа газа равна 0, по 1 закону термодинамики Q=dU (dU-изменение внутренней энергии)
т.к. газ одноатомный: dU=3/2nRdT(n-количество вещества, dT-изменение температуры).
Используя ур. Менделеева-Клайперона: dPV=nRdT =>dU=3/2dPV=Q
dP=2*Q/3V=2*15*10^3/3*0.02=5*10^5 
dP=(P-Paтм).  S=Fтр/dP=100/5*10^5=2*10^-4 м = 2 см