Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 5250
2017-11-19 
В левой части теплоизолированного сосуда (см. рис.) находится один моль одноатомного газа,а в правой — вакуум. Система пребывает в состоянии теплового равновесия при температуре $T_{0}$. Когда клапан в перегородке открывается, газ быстро распределяется по всему сосуду, вращая при этом вертушку, которая поднимает груз до высоты $H$, где он затем фиксируется. Масса груза равна $m$, его теплоёмкость — $C$. Теплоёмкостью вертушки и сосуда можно пренебречь. Найдите конечную температуру, установившуюся в системе.
Решение:
Абсолютную величину изменения температуры системы легко найти из уравнения баланса энергии: $C_{S} \Delta T = mgh$, в котором полная теплоёмкость системы $C_{S}$ является суммой теплоёмкостей одного моля одноатомного газа и известной теплоёмкости груза: $C_{S} = C + 3/2R$. Из уравнения баланса легко выразить изменение температуры $\Delta T$, а затем найти конечную температуру системы $T_{1} = T_{0} - \Delta T$.
Ответ. Конечная температура системы равна $T_{1} = T_{0} - mgh/(C + 3R/2)$.
В левой части теплоизолированного сосуда (см. рис.) находится один моль одноатомного газа,а в правой — вакуум. Система пребывает в состоянии теплового равновесия при температуре $T_{0}$. Когда клапан в перегородке открывается, газ быстро распределяется по всему сосуду, вращая при этом вертушку, которая поднимает груз до высоты $H$, где он затем фиксируется. Масса груза равна $m$, его теплоёмкость — $C$. Теплоёмкостью вертушки и сосуда можно пренебречь. Найдите конечную температуру, установившуюся в системе.
Решение:
Абсолютную величину изменения температуры системы легко найти из уравнения баланса энергии: $C_{S} \Delta T = mgh$, в котором полная теплоёмкость системы $C_{S}$ является суммой теплоёмкостей одного моля одноатомного газа и известной теплоёмкости груза: $C_{S} = C + 3/2R$. Из уравнения баланса легко выразить изменение температуры $\Delta T$, а затем найти конечную температуру системы $T_{1} = T_{0} - \Delta T$.
Ответ. Конечная температура системы равна $T_{1} = T_{0} - mgh/(C + 3R/2)$.
