8. Водород и гелий одинаковыми массами нагрели при постоянно давлении на 60 К. Какой из газов при этом совершил большую работу

👇

Открыть все ответы

Ответ:

alinka660066

13.07.2021

Будем считать, что один электрон создает неоднородное электрическое поле, а второй электрон является пробным зарядом. Так как первоначально электроны находились друг от друга на большом расстоянии, то потенциальная энергия их взаимодействия в этой точке равнялась нулю. Электроны обладали одинаковой кинетической энергией. Наименьшим будет расстояние сближения электронов в случае, когда их скорости будут равны нулю. Тогда по закону сохранения энергии суммарная кинетическая энергия электронов перешла в потенциальную энергию их взаимодействия:

4,8(99 оценок)

Ответ:

benblast

13.07.2021

Сначала кажется, что процесс будет адиабатическим, но это не так: адиабатический процесс должен быть очень медленным, а этот таковым не будет. В этой задаче необходимо расписать закон сохранения энергии. Пусть высота цилиндра равна h, масса цилиндра и поршня m, площадь поршня S, а станет высота поднятия поршня h`. В начале (как только положили гирю) высота поднятия этой гири (если считать от конечного уровня гири) равна (h - h`). Значит, энергия этого груза, будучи равной потенциальной его энергии, равна mg(h-h')

. Внутренняя энегрия идеального двухатомного газа по формуле равна $\frac{5}{2}\nu RT=\frac{5}{2}PV = 2.5\frac{F}{S}hS = 2.5mgh$ . Тут я использую то, что давление газа изнутри компенсирует давление поршня. Значит, изначальная энергия системы равна E_1 = mg(2.5h + h - h') = mg(3.5h + h')

. После остановки движения энергия груза станет равна 0, а внутренняя энергия газа станет равна $E_2 = 2.5PV = 2.5F'h' = 2.5\cdot2mgh' = 5mgh'.$
Приравняем внутренние энергии систем:
$mg(3.5h + h') = 5mgh' \Leftrightarrow 3.5h = 4h' \Leftrightarrow h' = \frac{7}{8}h \Leftrightarrow V' = 0.875\cdot V$ = 3.5 л.

ответ: V' = 3.5