Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 5789
2017-12-23 
Водород массой $m = 1 кг$ при температуре $T_{0} = 300 К$ охлаждается изохорически так, что его давление падает в $\eta = 3$ раза. Затем газ расширяется изобарически так, что конечная температура равна начальной $T_{0}$. Найти произведенную газом работу.
Решение:
Процесс, описанный в условии задачи, изображен в координатах (р, V) на рис. Газом совершается положительная работа лишь при изобарическом расширении (участок 2—3):
$A^{ \prime} = p_{2}(V_{2} - V_{1})$.
Учитывая, что газ в начале и конце процесса (точки 1 и 3) находится при одинаковой температуре, имеем $p_{1}V_{1} = p_{2}V_{2}$, т.е. $V_{2}/V_{1} = p_{1}/p_{2} = \eta$. Отсюда, используя уравнение состояния идеального газа $p_{1}V_{1} = (m / \mu)R T_{1}$, получаем:
$A = p_{1}V_{1} \left ( 1 - \frac{1}{ \eta} \right ) = \frac{m}{ \mu} RT_{1} \frac{ \eta - 1}{ \eta} = 8,3 \cdot 10^{5} Дж$.
Водород массой $m = 1 кг$ при температуре $T_{0} = 300 К$ охлаждается изохорически так, что его давление падает в $\eta = 3$ раза. Затем газ расширяется изобарически так, что конечная температура равна начальной $T_{0}$. Найти произведенную газом работу.
Решение:
Процесс, описанный в условии задачи, изображен в координатах (р, V) на рис. Газом совершается положительная работа лишь при изобарическом расширении (участок 2—3):
$A^{ \prime} = p_{2}(V_{2} - V_{1})$.
Учитывая, что газ в начале и конце процесса (точки 1 и 3) находится при одинаковой температуре, имеем $p_{1}V_{1} = p_{2}V_{2}$, т.е. $V_{2}/V_{1} = p_{1}/p_{2} = \eta$. Отсюда, используя уравнение состояния идеального газа $p_{1}V_{1} = (m / \mu)R T_{1}$, получаем:
$A = p_{1}V_{1} \left ( 1 - \frac{1}{ \eta} \right ) = \frac{m}{ \mu} RT_{1} \frac{ \eta - 1}{ \eta} = 8,3 \cdot 10^{5} Дж$.
