В вертикальном цилиндре под незакепленным поршнем сечением 25 мм^2 и массой 250г находится 360 см^3 газа. Атмосферное Давление 100 кПа. На поршень подействовали с силой ... мН, в результате объем газа уменьшился до 240 см^3. Сжатие газа происходило при постоянной температуре

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи нам понадобится использовать закон Бойля-Мариотта, который гласит, что при постоянной температуре произведение давления на объем газа остается постоянным.

Изначально у нас было V1 = 360 см^3 и P1 = 100 кПа, масса поршня m = 250 г = 0.25 кг.

После приложения силы F на поршень объем газа уменьшился до V2 = 240 см^3.

Сначала найдем работу силы F по сжатию газа:
F h = P1 V1 - P2 * V2

Где h - величина смещения поршня, которое найдем по формуле h = m * g / F (реакция опоры поршня равна силе F)

Подставляем значения:
F h = 100 кПа 360 см^3 - 100 кПа 240 см^3 = 100 кПа 120 см^3 = 12000 кПа см^3 = 12000 Н * м

Теперь найдем работу, совершенную над газом:
A = P1 V1 - P2 V2 = 100 кПа 360 см^3 - 100 кПа 240 см^3 = 12000 Н * м или 12000 мН.

Таким образом, сила, с которой действовали на поршень, составляет 12000 мН.