Question

Газ находится в вертикальном цилиндре под поршнем массой 5 кг. какой массы груз надо положить на поршень, чтобы он остался в прежнем положении, когда абсолютная температура газа будет увеличена вдвое? атмосферное давление 100 кпа, площадь поршня 0,001 м2.g= 10 м/с2

Answer 1

• изначально давление газа определялось суммой давлений атмосферы P0  и поршня P1 (они компенсируют друг друга, и потому поршень покоится)

○ давление поршня определяется выражением P1 = F1/S = (Mg)/S, где M - масса поршня

• затем, когда температуру газа повысили вдвое, давление поршня изменилось, так как на него положили груз массой m: P2 = F2/S = ((m + M)g)/S

• напишем уравнения состояния газов

○ (P0 + (Mg)/S) V = v R T
○ (P0 + ((m + M)g)/S) V = 2 v R T

• разделив уравнения друг на друга, находим массу груза

◘ m = (P0 S)/g + M = 15 кг