ID: 00015747
В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем с площадью поперечного сечения S=30\ \text{см}^2, находится одноатомный идеальный газ. Давление окружающего воздуха p=10^5 Па. Трение между поршнем и стенками сосуда пренебрежимо мало. В процессе медленного охлаждения от газа отведено количество теплоты |Q|. При этом поршень передвинулся на расстояние x=10 см. Найдите |Q|.
Ответ дайте в джоулях.
Источник: Сборник Гиголо
Это обратная задача к предыдущей: дана площадь, нужно тепло. Поршень подвижный, трения нет — давление газа равно атмосферному, процесс изобарный (сжатие при охлаждении).
Объём уменьшается на \Delta V=Sx. Убыль внутренней энергии одноатомного газа \tfrac{3}{2}p\,\Delta V, работа внешних сил при сжатии p\,\Delta V. Отведённое тепло — их сумма: |Q|=\tfrac{3}{2}p\,Sx+p\,Sx=\tfrac{5}{2}p\,Sx.
|Q|=\tfrac{5}{2}\cdot 10^5\cdot 30\cdot 10^{-4}\cdot 0{,}1=75 Дж.
Ответ: 75