Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
II. Молекулярная физика и термодинамика. II. 1. Поскольку поршень вытаскивают из цилиндра медленно (без ускорения), то внешняя сила нарастает постепенно
II.1. Поскольку поршень вытаскивают из цилиндра медленно (без ускорения), то внешняя сила нарастает постепенно, оставаясь равной
F = (p 0− p) S + mg.
Олимпиада «Ломоносов – 2007»
II.2. Согласно первому закону термодинамики изменение внутрен-ней энергии газа
∆ U = Q − A.
Работа A, совершенная газом при переходе из состояния 1 в состояние 2, численно равна площа-ди трапеции 1234 (см. рис. 105):
Поскольку точки 1 и 2 лежат на прямой, проходящей через начало ко-ординат, справедливо равенство:
Поэтому в рассматриваемом процессе работа газа
Q = ∆ U + A,
Решения задач
Из уравнения состояния газа имеем:
II.4. Поскольку плотность насыщенного водяного пара при комнат-ной температуре примерно на 5 порядков меньше плотности воды, а масса воды в начальном состоянии равна массе пара, объемом воды в цилиндре можно пренебречь. Обозначим давление насыщенного пара
np 0= 1+ kx) p н= n 1+ x) p н.
массе пара, то при изотермическом увеличении объема смеси в два раза вся вода испарится. При этом парциальное давление воздуха уменьшит-ся в 2 раза, и конечное давление под поршнем станет равным
Олимпиада «Ломоносов – 2007»
II.5. Пусть перемещение l правого поршня таково, что пар в левом отсеке остается ненасыщенным. Обозначив через x смещение левого поршня, по закону Бойля-Мариотта имеем:
перемещение правого поршня превысит L, пар в левом отсеке начнет конденсироваться, и давление в обоих отсеках станет постоянным и равным 2 p. Следовательно, постоянным и равным L /2 будет и рас-
Если l ³ 3 L /2, пар полностью сконденсируется и левый поршень пере-станет перемещаться. Пренебрегая объемом образовавшейся в левом отсеке воды, получаем ответ в виде: x = l / 2 при l £ L; x = l − L / 2 при L £ l £ 3 L /2; x = L при 3 L /2 £ l £ 2 L.
|