Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 212
2014-05-31 
В вертикальном теплоизолированном цилиндрическом сосуде с площадью основания $S$ под поршнем массой $M$ находится 1 моль одноатомного идеального газа. В газе расположена проволочная спираль сопротивлением $r$, подсоединенная к источнику тока с ЭДС $\varepsilon$. Определите скорость $v$ подъема поршня. Атмосферное давление над поршнем равно $p_{0}$. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
Решение:
За малое время $\Delta t$ к газу подводится тепло
$\Delta Q = \frac{\varepsilon}{r} \Delta t$.
Газ расширяется при постоянном давлении
$p = p_{0} + Mg/S$.
В соответствии с первым началом термодинамики
$\Delta Q = \frac{3}{2}R \Delta T + p \Delta V$,
где $\Delta V$ - изменение объема газа. Из уравнения состояния газа получаем
$p \Delta V = R \Delta T$.
Теперь, учитывая, что $\Delta V = S \Delta x$, где $\Delta x$ - смещение поршня за время $\Delta t$, находим
$V = \Delta x / \Delta t = 2 \varepsilon^{2}[5r(Mg+p_{0}S)]$.
В вертикальном теплоизолированном цилиндрическом сосуде с площадью основания $S$ под поршнем массой $M$ находится 1 моль одноатомного идеального газа. В газе расположена проволочная спираль сопротивлением $r$, подсоединенная к источнику тока с ЭДС $\varepsilon$. Определите скорость $v$ подъема поршня. Атмосферное давление над поршнем равно $p_{0}$. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
Решение:
За малое время $\Delta t$ к газу подводится тепло
$\Delta Q = \frac{\varepsilon}{r} \Delta t$.
Газ расширяется при постоянном давлении
$p = p_{0} + Mg/S$.
В соответствии с первым началом термодинамики
$\Delta Q = \frac{3}{2}R \Delta T + p \Delta V$,
где $\Delta V$ - изменение объема газа. Из уравнения состояния газа получаем
$p \Delta V = R \Delta T$.
Теперь, учитывая, что $\Delta V = S \Delta x$, где $\Delta x$ - смещение поршня за время $\Delta t$, находим
$V = \Delta x / \Delta t = 2 \varepsilon^{2}[5r(Mg+p_{0}S)]$.
