Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 5247
2017-11-19 
В герметичном кубе объёма $V$ находится гелий. При низкой температуре силы давления на все стенки, кроме нижней, оказались равными нулю, а сила давления на последнюю — равной $F_{0}$. Найдите силу, действующую на стенки куба при высокой температуре $T$, если известно, что эта сила одинакова для всех стенок. Ускорение свободного падения — $g$, молярная масса гелия — $m$.
Решение:
При низкой температуре весь гелий сжижается и лежит на дне, его вес равен $F_{0}$, а масса — $m = F_{0}/g$. При высокой температуре гелий полностью переходит в газообразное состояние, и давление газа на все стенки становится одинаковым. Давление найдём из уравнения состояния для идеального газа, $pV = RTF_{0}/gm$. Длина грани равна $V^{1/3}$, а площадь грани — $V^{2/3}$.
Ответ. Сила, действующая на стенки куба при высокой температуре, равна $F = pV^{2/3} = RTV{2/3}F_{0}/gm$.
В герметичном кубе объёма $V$ находится гелий. При низкой температуре силы давления на все стенки, кроме нижней, оказались равными нулю, а сила давления на последнюю — равной $F_{0}$. Найдите силу, действующую на стенки куба при высокой температуре $T$, если известно, что эта сила одинакова для всех стенок. Ускорение свободного падения — $g$, молярная масса гелия — $m$.
Решение:
При низкой температуре весь гелий сжижается и лежит на дне, его вес равен $F_{0}$, а масса — $m = F_{0}/g$. При высокой температуре гелий полностью переходит в газообразное состояние, и давление газа на все стенки становится одинаковым. Давление найдём из уравнения состояния для идеального газа, $pV = RTF_{0}/gm$. Длина грани равна $V^{1/3}$, а площадь грани — $V^{2/3}$.
Ответ. Сила, действующая на стенки куба при высокой температуре, равна $F = pV^{2/3} = RTV{2/3}F_{0}/gm$.
