Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 5284
2017-11-19 
Горизонтально расположенный теплоизолирующий цилиндр разделён перегородкой на два равных объёма $V$,в которых находится по одинаковому числу молей $\nu$ идеального одноатомного газа при температурах $T_{1}$ и $T_{2}$ ($T_{1} > T_{2}$). Около небольшого отверстия в перегородке со стороны более нагретого газа расположен небольшой пропеллер, приводимый в движение струёй перетекающего через отверстие газа (см. рис.). Приводимый им в движение генератор подключён к расположенному в том же объёме нагревателю. До того, как отверстие было открыто, температура помещённых внутрь сосуда приборов равнялась температуре окружающего газа. Определить давление, которое установится в системе после достижения равновесия, если суммарная теплоёмкость устройств внутри цилиндра равна $C$.
Решение:
В условии задачи предполагается, что устройства, расположенные внутри цилиндра, принимают участие в теплообмене. Внутренняя энергия газа в двух половинах сосуда до перетекания одноатомного идеального газа равна соответственно $u_{1} = 3/2 \nu RT_{1}$ и $u_{2} = 3/2 \cdot \nu RT_{2}$. Полная энергия системы до перетекания газа, с учётом теплоты, аккумулированной устройствами, находящимися внутри цилиндра, равна $W = 3/2 \cdot \nu R(T_{1} + T_{2}) + C \cdot T_{1}$. Соответственно, полная энергия после прихода системы в равновесие запишется как $W^{ \prime} = 3 \nu RT^{ \prime} + CT^{ \prime}$. Полная энергия внутри теплоизолированного сосуда сохраняется.
Ответ. Искомая температура равна $T^{ \prime} = [3/2 \nu R(T_{1} + T_{2}) + CT_{1}]/(3 \nu R + C)$.
Горизонтально расположенный теплоизолирующий цилиндр разделён перегородкой на два равных объёма $V$,в которых находится по одинаковому числу молей $\nu$ идеального одноатомного газа при температурах $T_{1}$ и $T_{2}$ ($T_{1} > T_{2}$). Около небольшого отверстия в перегородке со стороны более нагретого газа расположен небольшой пропеллер, приводимый в движение струёй перетекающего через отверстие газа (см. рис.). Приводимый им в движение генератор подключён к расположенному в том же объёме нагревателю. До того, как отверстие было открыто, температура помещённых внутрь сосуда приборов равнялась температуре окружающего газа. Определить давление, которое установится в системе после достижения равновесия, если суммарная теплоёмкость устройств внутри цилиндра равна $C$.
Решение:
В условии задачи предполагается, что устройства, расположенные внутри цилиндра, принимают участие в теплообмене. Внутренняя энергия газа в двух половинах сосуда до перетекания одноатомного идеального газа равна соответственно $u_{1} = 3/2 \nu RT_{1}$ и $u_{2} = 3/2 \cdot \nu RT_{2}$. Полная энергия системы до перетекания газа, с учётом теплоты, аккумулированной устройствами, находящимися внутри цилиндра, равна $W = 3/2 \cdot \nu R(T_{1} + T_{2}) + C \cdot T_{1}$. Соответственно, полная энергия после прихода системы в равновесие запишется как $W^{ \prime} = 3 \nu RT^{ \prime} + CT^{ \prime}$. Полная энергия внутри теплоизолированного сосуда сохраняется.
Ответ. Искомая температура равна $T^{ \prime} = [3/2 \nu R(T_{1} + T_{2}) + CT_{1}]/(3 \nu R + C)$.
