1. Стальной гвоздь диаметром 2 мм 1. Стальной гвоздь диаметром 2 мм и длиной 200 мм, размещенный горизонтально, растягивают с силой 60 кН, модуль Юнга 200 ГПа. Определите абсолютное удлинение гвоздя.
2. Некоторый газ массой 8,4 кг изобарно нагрели на 100 0С, выполнив при этом работу 83,1 кДж. Определите неизвестный газ.
Буду очень благодарна за решение, даже если решите одну задачу из двух. А если с двумя поможете - буду вдвойне благодарна!

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения абсолютного удлинения гвоздя воспользуемся законом Гука. Формула для вычисления удлинения пружины в данном случае будет выглядеть так:

δ = (F L) / (E A),

где δ - удлинение, F - сила (60 кН = 60000 Н), L - длина гвоздя (200 мм = 0.2 м), E - модуль Юнга (200 ГПа = 200 10^9 Па), A - площадь поперечного сечения (для круглого сечения A = π r^2, где r - радиус).

Посчитаем площадь поперечного сечения гвоздя: A = π (2 мм / 2)^2 = π 1 мм^2 = π * 10^-6 м^2.

Теперь вычислим удлинение: δ = (60000 0.2) / (200 10^9 π 10^-6) ≈ 0.57 мм.

Итак, абсолютное удлинение гвоздя составляет около 0.57 мм.

Для определения неизвестного газа воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

Q = ΔU + W,

где Q - теплота, ΔU - изменение внутренней энергии, W - работа. Для исобарного процесса ΔU = C_p * ΔT, где C_p - удельная теплоемкость при постоянном давлении. Тогда уравнение примет вид:

Q = C_p * ΔT + W.

Подставим известные значения: ΔT = 100 0C = 100 К, W = 83,1 кДж = 83,1 * 10^3 Дж.

Так как работа равна P ΔV = n R * ΔT (где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная), то нам нужны также давление и объем.

Из уравнения состояния идеального газа PV = nRT следует, что P = nRT / V, где T - температура, R - газовая постоянная. Подставим известные значения и найдем P.

Также используем уравнение C_p = R + C_v, где C_v - удельная теплоемкость при постоянном объеме. Подставим известные значения и найдем C_p.

Определение неизвестного газа будет производиться с учетом найденных значений давления и удельной теплоемкости при постоянном давлении.