Question

Гелий объемом 1 м3 при 0 оС находится в цилиндрическом сосуде, закрытом сверху скользящим поршнем массой 1 т и площадью сечения 0,5 м2. Атмосферное давление 973 гПа. Какое количество теплоты потребуется для нагревания гелия до температуры 300 С? Каково изменение его внутренней энергии?

Answer 1

V1=1 м3     m=1000 кг     S=0.5 м2   pa=97.3*10^3 Па      T1=273 K     T2=573 K    Q=?   ΔU=?
===
p=pa+m*g/S
V1/T1=V2/T2
V2=V1+ΔV
ΔV=V1*(T2/T1-1)
Работа газа
A=p*ΔV=(pa+m*g/S)*V1*(T2/T1-1)=
=(97.3*10^3+1000*10/0.5)*1*(573/273-1)≈1.3*10^5 Дж
ΔU=(3/2)*A=3*1.3*10^5/2=1.95*10^5 Дж
Q=A+ΔU=(1.3+1.95)*10^5=3.25*10^5 Дж
===========================