Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 14571
2020-12-12 
В цилиндре находится азот массой $m = 24 г$ при температуре $T = 300 К$. Газ охлаждается изохорно так, что его давление падает в $n = 3$ раза. Затем газ нагревается при постоянном давлении до тех пор, пока его температура не достигает первоначальной. Определите работу $A$, совершенную газом.
Решение:
Изобразим оба процесса в координатах (р, V) (рис.). При изохорном процессе работа не совершается, при изобарном процессе работа равна $A = p_{2} ( V_{2} - V_{1})$.
Точки 1 и 2 лежат на одной изотерме, поэтому
$p_{1}V_{1} = p_{2}V_{2} = \frac{m}{M}RT$,
где
$p_{2} = \frac{p_{1} }{n}, V_{1} = \frac{V_{2} }{n}$.
Итак,
$p_{2}V_{2} = \frac{m}{M} RT$,
$p_{2}V_{1} = p_{2} \frac{V_{2} }{n} = \frac{m}{M} RT \frac{1}{n}$.
Следовательно, работа равна
$A = \frac{m}{M} RT - \frac{m}{M} \frac{RT}{n} = \frac{m}{M} RT \frac{n - 1}{n}$.
В этой задаче мы воспользовались графиком зависимости давления от объема и работу определяли, используя этот график. Вспомните задачи из механики, где аналогично определялся пройденный путь по графикам зависимости скорости от времени.
Ответ: $A = 1440 Дж$.
В цилиндре находится азот массой $m = 24 г$ при температуре $T = 300 К$. Газ охлаждается изохорно так, что его давление падает в $n = 3$ раза. Затем газ нагревается при постоянном давлении до тех пор, пока его температура не достигает первоначальной. Определите работу $A$, совершенную газом.
Решение:
Изобразим оба процесса в координатах (р, V) (рис.). При изохорном процессе работа не совершается, при изобарном процессе работа равна $A = p_{2} ( V_{2} - V_{1})$.
Точки 1 и 2 лежат на одной изотерме, поэтому
$p_{1}V_{1} = p_{2}V_{2} = \frac{m}{M}RT$,
где
$p_{2} = \frac{p_{1} }{n}, V_{1} = \frac{V_{2} }{n}$.
Итак,
$p_{2}V_{2} = \frac{m}{M} RT$,
$p_{2}V_{1} = p_{2} \frac{V_{2} }{n} = \frac{m}{M} RT \frac{1}{n}$.
Следовательно, работа равна
$A = \frac{m}{M} RT - \frac{m}{M} \frac{RT}{n} = \frac{m}{M} RT \frac{n - 1}{n}$.
В этой задаче мы воспользовались графиком зависимости давления от объема и работу определяли, используя этот график. Вспомните задачи из механики, где аналогично определялся пройденный путь по графикам зависимости скорости от времени.
Ответ: $A = 1440 Дж$.
