Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 13792
2020-03-27 
В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем массой $m$, находится идеальный одноатомный газ. Газ нагревают. Поршень, двигаясь равноускоренно, приобретает скорость $v$ (рис.). Найдите количество теплоты $Q$, сообщенное газу к этому моменту. Вне сосуда - вакуум.
Решение:
Поскольку поршень движется равноускоренно, действующая на него со стороны газа сила $F = pS$, где $p$ - давление газа и $S$ - площадь поршня, постоянна, т.е. процесс расширения газа происходит при постоянном давлении. По теореме о кинетической энергии работа газа над поршнем равна приобретенной поршнем кинетической энергии:
$A = \frac{mv^{2}}{2}$.
Изменение внутренней энергии газа в этом изобарном процессе равно
$\Delta U = \frac{3}{2} p \Delta V = \frac{3}{2} A = \frac{3}{4} mv^{2}$.
Для полученного количества теплоты находим
$Q = \Delta U + A = \frac{5}{4} mv^{2}$.
В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем массой $m$, находится идеальный одноатомный газ. Газ нагревают. Поршень, двигаясь равноускоренно, приобретает скорость $v$ (рис.). Найдите количество теплоты $Q$, сообщенное газу к этому моменту. Вне сосуда - вакуум.
Решение:
Поскольку поршень движется равноускоренно, действующая на него со стороны газа сила $F = pS$, где $p$ - давление газа и $S$ - площадь поршня, постоянна, т.е. процесс расширения газа происходит при постоянном давлении. По теореме о кинетической энергии работа газа над поршнем равна приобретенной поршнем кинетической энергии:
$A = \frac{mv^{2}}{2}$.
Изменение внутренней энергии газа в этом изобарном процессе равно
$\Delta U = \frac{3}{2} p \Delta V = \frac{3}{2} A = \frac{3}{4} mv^{2}$.
Для полученного количества теплоты находим
$Q = \Delta U + A = \frac{5}{4} mv^{2}$.
