В сосуде объёмом V = 0,02 м3 с жёсткими стенками находится одноатомный газ при...

Question

В сосуде объёмом V = 0,02 м3 с жёсткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью

s = 2-10^4 м2, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100 Н. Определите максимальное количество теплоты, которое можно передать газу, чтобы пробка ещё не выскочила из отверстия. Газ считайте идеальным.

Answer 1

на пробку действуют силы: F тр, Fд со стороны газа,Fa сила атмосферного давления(р1-атмосферное давление)
Fтрения+Fa=Fд
Fд=p2S - сила давления газа
тогда p2S-p1S=Fтр
то p2=Fтр/s + р1=100/2*10^-4 + р1=5*10^5 + р1 Па
Q=ΔU - первое начало термодинамики, работа газом не совершается
 ΔU=3(p2-p1)V/2- изменение внутр.энергии идет на увеличение давления
p1 - начальное давление(равно атмосферному по условию)
 ΔU=3*(5*10^5+р1-р1)*0.02/2=15000 Дж