Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4003
2017-08-04 
Газ под поршнем сжимают, помещая на поршень груз. Сравните конечную температуру и необходимую для сжатия работу в двух случаях: а) на поршень одну за другой медленно ставят небольшие гири; б) на поршень сразу ставят одну гирю большой массы. Конечный объем газа в обоих случаях одинаков. Сосуд с газом не теплоизолирован.
Решение:
Очевидно, в случае а сжатие происходит медленнее. Как может скорость сжатия повлиять на конечную температуру? При сжатии газ получает энергию за счет работы А, совершенной внешними силами. Если сжатие достаточно быстрое, то теплообмен «не поспевает» за этим процессом, вследствие чего процесс можно считать адиабатным ($Q = 0$). Поэтому газ нагревается ($\Delta U = A > 0$). При медленном сжатии теплообмен обеспечивает равенство температур газа и окружающей среды (процесс изотермический). Поскольку при быстром сжатии газ нагревается, его давление растет быстрее, чем при медленном сжатии. Другими словами, в координатах $p, V$ график адиабаты имеет большую крутизну, чем график изотермы. Поэтому работа при адиабатном сжатии от $V_{1}$ до $V_{2}$ (см. рисунок) больше, чем при изотермическом. Разность работ численно равна заштрихованной на графике площади.
Ответ: в случае б конечная температура и работа при сжатии больше.
Газ под поршнем сжимают, помещая на поршень груз. Сравните конечную температуру и необходимую для сжатия работу в двух случаях: а) на поршень одну за другой медленно ставят небольшие гири; б) на поршень сразу ставят одну гирю большой массы. Конечный объем газа в обоих случаях одинаков. Сосуд с газом не теплоизолирован.
Решение:
Очевидно, в случае а сжатие происходит медленнее. Как может скорость сжатия повлиять на конечную температуру? При сжатии газ получает энергию за счет работы А, совершенной внешними силами. Если сжатие достаточно быстрое, то теплообмен «не поспевает» за этим процессом, вследствие чего процесс можно считать адиабатным ($Q = 0$). Поэтому газ нагревается ($\Delta U = A > 0$). При медленном сжатии теплообмен обеспечивает равенство температур газа и окружающей среды (процесс изотермический). Поскольку при быстром сжатии газ нагревается, его давление растет быстрее, чем при медленном сжатии. Другими словами, в координатах $p, V$ график адиабаты имеет большую крутизну, чем график изотермы. Поэтому работа при адиабатном сжатии от $V_{1}$ до $V_{2}$ (см. рисунок) больше, чем при изотермическом. Разность работ численно равна заштрихованной на графике площади.
Ответ: в случае б конечная температура и работа при сжатии больше.
