НУЖНА ПОМОЩЬ ПО ФИЗИКЕ Теплоизолированная цилиндрическая чаша, расположенная на столе вертикально, разделена на две части высотой h = 0,400 м через легкий теплопроводный поршень от центра и тяжелый поршень, не пропускающий тепло сверху, каждая часть содержит v =1,00 моль одноатомного идеального газа. В начальное время каждая часть имеет одинаковую температуру газа т = 300к и давление. По-видимому, Q = 400 Дж медленно нагревает газ, передавая количество тепла, а затем получает то же количество тепла из медленного газа. Найти на каком расстоянии от исходного положения поршень в центре смещается во всем объеме, затраченном на передачу и получение тепла. Между поршнем в центре и стенками сосуда действует постоянная сухая сила трения F= 125 Н. при этом трение между верхним поршнем и стенками сосуда можно пренебречь

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи можно воспользоваться первым началом термодинамики. Из этого начала следует, что работа, совершаемая идеальным газом при изменении объема, равна изменению его внутренней энергии плюс переданное количество тепла.

Обозначим через x смещение поршня от его исходного положения. Работу g совершает второй газ:
g = Fx = 125x Дж

Из закона Гей-Люссака для одноатомного идеального газа выразим изменение внутренней энергии в каждой половине:
ΔU1 = Cv1 n ΔT = (3/2) R n ΔT
ΔU2 = Cv2 n ΔT = (3/2) R n ΔT

Суммарная работа идеального газа при смещении поршня на x:
W = g - ΔU1 - ΔU2 = 125x - (3/2) R n ΔT - (3/2) R n ΔT = 125x - 3RT

Количество переданного тепла Q равно изменению внутренней энергии в газе:
Q = ΔU1 + ΔU2 + W = 2 (3/2) R n ΔT + 125x - 3RT

Подставляем известные значения и находим x:
400 = 2 (3/2) 8.31 1 300 + 125x - 3 8.31 300
400 = 3738 + 125x - 747.3
125x = 400 - 3738 + 747.3
125x = -259.7
x = -2.077 см

Таким образом, поршень сместится в сторону источника тепла на 2.077 см.