Температуру увеличили вдвое, значит она стала равна 800 К.
Первый закон термодинамики: Q = ΔU + A, где Q – подведённое количество теплоты, Дж; ΔU – изменение внутренней энергии газа, Дж; A – работа газа, Дж.
ΔU = 3/2*ν*R*ΔT, где ν – количество вещества, моль; R = 8,314 Дж/(моль*К) – универсальная газовая постоянная; ΔT = 800 К - 400 К = 400 К – изменение температуры.
Видимо, поршень может двигаться. Будем считать, что без трения. Тогда это изобарный процесс. При изобарном процессе: A = p*ΔV = ν*R*ΔT (это следует из уравнения Клапейрона–Менделеева).
Тогда для изобарного процесса (всегда): Q = 3/2*ν*R*ΔT + ν*R*ΔT = 5/2*ν*R*ΔT.
Если же поршень стоит "намертво", т.е. не перемещается, то объём не меняется, и это изохорный процесс. Думаю, имелось в виду первое, но и для этого приведу решение.
Первый закон термодинамики: Q = ΔU + A
Работа газа A в изохорном процессе равна 0 (т.к. газ ни расширяется, ни сжимается). Q = ΔU = 3/2*ν*R*ΔT Q = 3/2 * 2 моль * 8,314 Дж/(моль*К) * 400 К = 9976,8 Дж ≈ 10,0 кДж.
Так как брусок движется равномерно, то равнодействующая всех сил равна 0. более того, сила, с которой тянет пружина, Fп, равна по модулю силе трения Fтр, но противоположна по направлению. Fп+Fтр=0 Также и с силой тяжести Fт и силой реакции опоры N. Fт+N=0 расположим оси координат следующим образом: х в направлении движения бруска, y - вверх. 1. k=100 Н/м ∆x=1см=0,01м Fтр=-Fп=-k∆x=-100 Н/м*0,01м=1Н 2. как мы уже говорили, поскольку тело не движется в вертикальном направлении ( и даже если бы и двигался равномерно), то равно действующая вертикальных сил Fт и N равна 0, Fт+N=0. 3. m=500г=0,5кг g=10м/с² Fт= mg коэффициент трения μ можно найти следующим образом: ( теперь все силы записываемых по модулю) Fтр=μΝ=μFт η=Fтр/Fт=Fтр/mg=1Н/(0,5кг*10м/с²)=0,2 4. если ∆x=5мм=0,005м, то Fтр=-Fп=-k∆x=-100 Н/м*0,005м=-0,5Н В этом случае брусок будет неподвижен.
Первый закон термодинамики:
Q = ΔU + A, где
Q – подведённое количество теплоты, Дж;
ΔU – изменение внутренней энергии газа, Дж;
A – работа газа, Дж.
ΔU = 3/2*ν*R*ΔT, где
ν – количество вещества, моль;
R = 8,314 Дж/(моль*К) – универсальная газовая постоянная;
ΔT = 800 К - 400 К = 400 К – изменение температуры.
Видимо, поршень может двигаться. Будем считать, что без трения. Тогда это изобарный процесс. При изобарном процессе:
A = p*ΔV = ν*R*ΔT (это следует из уравнения Клапейрона–Менделеева).
Тогда для изобарного процесса (всегда):
Q = 3/2*ν*R*ΔT + ν*R*ΔT = 5/2*ν*R*ΔT.
Q = 5/2 * 2 моль * 8,314 Дж/(моль*К) * 400 К = 16628 Дж ≈ 16,6 кДж.
Если же поршень стоит "намертво", т.е. не перемещается, то объём не меняется, и это изохорный процесс. Думаю, имелось в виду первое, но и для этого приведу решение.
Первый закон термодинамики:
Q = ΔU + A
Работа газа A в изохорном процессе равна 0 (т.к. газ ни расширяется, ни сжимается).
Q = ΔU = 3/2*ν*R*ΔT
Q = 3/2 * 2 моль * 8,314 Дж/(моль*К) * 400 К = 9976,8 Дж ≈ 10,0 кДж.
Также и с силой тяжести Fт и силой реакции опоры N. Fт+N=0
расположим оси координат следующим образом: х в направлении движения бруска, y - вверх.
1.
k=100 Н/м
∆x=1см=0,01м
Fтр=-Fп=-k∆x=-100 Н/м*0,01м=1Н
2.
как мы уже говорили, поскольку тело не движется в вертикальном направлении ( и даже если бы и двигался равномерно), то равно действующая вертикальных сил Fт и N равна 0, Fт+N=0.
3.
m=500г=0,5кг
g=10м/с²
Fт= mg
коэффициент трения μ можно найти следующим образом: ( теперь все силы записываемых по модулю)
Fтр=μΝ=μFт
η=Fтр/Fт=Fтр/mg=1Н/(0,5кг*10м/с²)=0,2
4. если ∆x=5мм=0,005м, то
Fтр=-Fп=-k∆x=-100 Н/м*0,005м=-0,5Н
В этом случае брусок будет неподвижен.