Задание по физике В герметичном цилиндре длиной 1 = 1 м и площадью S = 10 см2 расположен поршень массой M = 200 г, который может свободно перемещаться по цилиндру. Сначала цилиндр аляскинский. С обеих сторон поршня находится такое же количество M = 0,4 г воды и ее паров при атмосферном давлении. Затем цилиндр переводят в вертикальное положение. a) если в цилиндре полностью поддерживается температура T = 1000C на сколько смещен поршень в этот момент? Б) как изменится ответ, если m = 0, 8 г?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

a) Для начала найдем давление паров воды при температуре 100°C. По таблице, данной приложениями для физики, давление паров воды при 100°C составляет около 1 атмосферы.

По закону Паскаля, давление на поршень будет равно сумме атмосферного давления и давления паров воды:
P = Pатм + Pпар
P = 1 атм + 1 атм = 2 атм

Теперь можем найти силу, действующую на поршень:
F = P S
F = 2 атм 10 см2 = 20 Н

Используя второй закон Ньютона, можем найти ускорение поршня:
a = F / m
a = 20 Н / 0,2 кг = 100 м/c2

Теперь можем найти расстояние, на которое сместился поршень:
s = 0.5 a t2 (т.к. поршень скорость получит равномерное установление до "нуля", его начальная скорость считаем "нулевой")
s = 0.5 100 м/c2 1 с2 = 50 см

Итак, поршень сместился на 50 см.

б) Если масса воды увеличена до 0.8 г, то давление паров воды также увеличится, а значит, давление на поршень будет выше и сила, действующая на него, тоже увеличится. Таким образом, поршень сместится еще дальше.