Задача по МКТ, термодинамике №22

В горизонтальном цилиндрическом сосуде под поршнем массой M  = 20  кг и площадью S =100  см2  находится идеальный газ. Расстояние от поршня до дна сосуда l = 55  см. На какое расстояние Δl  и в какую сторону переместится поршень, если цилиндр начать двигать с ускорением a = 5  м/c2,  как показано на рисунке. Атмосферное давление p0 =105  Па. Температура газа не изменяется. Трением поршня о стенки сосуда пренебречь. Считать, что при сообщении цилиндру ускорения колебания поршня не возникают.

PIC

Пусть p1  – давление газа впервом случае, p2  – давление газа во втором случае.
Первоначально давление газа равно атмосферному давлению. По уравнению Клапейрона–Менделеева

   νRT    νRT p= --V- = -lS--

При движении с ускорение a  , второй закон Ньютона запишется в виде

p2S− p0S =Ma  ⇒ p2S = Ma + p0S → p2 = Ma-+ p0 = 1,1p1                                      S

Следовательно, при движении сосуда общее давление составит Запишем еще раз Клапейрона–Менделеева

           --νRT---     νRT- p2 = 1,1p1 = (l− Δl)S = 1,1 lS

Откуда

1,1l− 1,1Δl = l ⇒ Δl = 0,1l= 5,5 см-= 5 см                      1,1     1,1
Оцените статью
Я решу все!