в вертикальном цилиндре объемом 200 см^3 под поршнем находится газ при температуре 300 К. масса поршня 50 кг, его площадь 50 см^2. для повышения температуры газа на 100 К ему было сообщено количество теплоты 46, 5 Дж. Найти изменение внутренней энергии газа. атмосферное давление 10^5 Па. ​

N ≈ 1.57·10²³

Объяснение:

T = 315 K

<v> = 320 м/c

m = 20 г = 0,02 кг

Na = 6.022·10²³  1/моль - постоянная Авогадро

R = 8.31 Дж/(моль·К) - универсальная газовая постоянная

N - ?

По закону Клапейрона-Менделеева

pV = νRT

(р - давление, V - объём, ν - количество вещества)

ν = N/Na

pV = NRT/Na  (1)

Будем считать газ идеальным и одноатомным, тогда давление газа р можно вычислить как

р = nm₀<v>²/3 (n - концентрация, m₀ - масса молекулы)

n = N/V;  m₀ = m/N

Тогда

nm₀ = m/V

р = m<v>²/3V

и

pV =  m<v>²/3 (2)

Приравняем правые части уравнений (1) и (2)

NRT/Na = m<v>²/3

и выразим отсюда N

N =  m<v>²Na/3RT

N = 0.02 · 320² · 6.022·10²³ : (3 · 8.31 · 315)

N ≈ 1.57·10²³

Зако́н архиме́да: на тело, погружённое в жидкость (или газ) , действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости (называемая силой архимеда) fa= pgv где ρ — плотность жидкости (газа) , — ускорение свободного падения, а v — объём погружённого тела сила архимеда в воздухе =1,3*9,81*5 = 63,765 н сила архимеда в воде =1000*9,81*5 = 49050 н следовательно вес болванки уменьшится на 49050-63,765=48986,2 н. если же речь идет о массе, то масса = 5*7000=35000 кг - в воздухе f= mg уменьшение массы = 48986,2/9,81=4993,5 кг - разница массы в воде и в воздухе. 35000-4993,5 = 30006,5кг - масса болванки в воде.