Решение домашних заданий

ДАЮ 82+ БАЛЛА Очень нужно! Задача 7

1 января 0001 / Физика / Комментарии: 0

ДАЮ 82+ БАЛЛА
 Очень нужно! Задача 7
ПОЖАЛУЙСТА!!!

  • Честно говорю — решала не сама, но должно быть правильно.
    Под весом поршня пружина удлиняется на x, при этом сила натяжения пружины kx=mg, отсюда k=mg/x
    пружина в сжатом состоянии давит на поршень с силой kax/2=amg/2, при этом на поршень также действует сила тяжести mg.
    Чтобы поршень находился в равновесии, на него должна действовать сила давления воздуха F=(a/2+1)mg=pS, где S — площадь поршня (сечение цилиндра)
    Следовательно, давление равно p=(a/2+1)mg/S
    Объём воздуха в цилиндре V=S*(H+(a/2+1)x)
    согласно уравнению Менделеева-Клайперона
    pV=RvT
    pS*(H+(a/2+1)x)=RvT
    (a/2+1)mg*(H+(a/2+1)x)=RvT
    температура T=(a/2+1)mg*(H+(a/2+1)x)/(Rv)

    При уменьшении объёма работа совершается над газом (то есть работа, совершённая газом отрицательна)
    Потенциальная энергия поршня уменьшается на mgax/2
    Энергия пружины уменьшается на k(ax)2/2-k(ax/2)2/2=ka2x2*(1/2-1/8)=3ka2x2/8=3mga2x/8
    следовательно, над газом совершается ра бота
    A’=mgax/2+3mga2x/8=mgax*(1/2+3a/8)=5mgx/2
    газом совершается работа A=-A’=-mgax*(1/2+3a/8)=-5mgx/2 

Добавить комментарий