Визначте зміну внутрішньої енергії ідеального газу , який отримав 40 Дж під час теплоти , якщо при цьому над газом було виконано роботу яка дорівнює 15 дж

1)15 Дж
2)25 Дж
3)40 Дж
4 )35 Дж

Показать ответ

Ответ:

Емодзи

20.05.2020 13:36

Объяснение:

Дано:

p - const

V₁=2 м³

t₁=15 ⁰C T₁=273+15=288 К

V₂=3 м³

Q=837 кДж

T₂ - ?

p - ?

A - ?

1) Поскольку давление не изменяется, то температуру найдем из закона Гей-Люссака:

T₂/T₁=V₂/V₁

T₂=(V₂/V₁)*T₁ = (3/2)*288 = 432 К или t₂=432-273 = 159 ⁰C

2) Количество теплоты, сообщенное газу при изобарическом процессе:

Q=(m/M)*R*(T₂-T₁)*(i/2+1)

Число степеней свободы для воздуха:

i=6

Молярная масса:

M=0,029 кг/моль

Найдем массу:

837000*0,029=m*8,31*(159-15)*(6/2+1)

24273=m*4787

m≈5,1 кг

Найдем давление:

p*V₁=(m/M)*R*T₁

p*2=(5,1/0,029)*8,31*288

p≈0,24 МПа

3) Работа:

A=p*(V₂-V₁) = 240 000*(3-2)= 240 кДж

0,0(0 оценок)

Ответ:

1шрус220

05.10.2020 23:40

Угол наклона равен 8.3 градуса

Объяснение:

Данная задача является первой задачей в олимпиаде "Ломоносов" 2021-2022 по физике 10-11 класс и будет решена в общем виде, так как у всех были разные значения коэффициента трения:

Анимацию столкновения можно глянуть тут: https://youtu.be/yDroGp3K5Q0

На высоте h первая шайба обладала потенциально энергией $E_{p} =mgh$ , которая затем перешла целиком в энергию кинетическую тела, когда оно скатилось $E_{k}=\frac{mV^2}{2}$

Так как поверхность гладкая и потерь энергии не было, то:

$E_{k}=E_{p}\\\frac{mV^2}{2} =mgh\\mV^2=2mgh\\V^2=2gh\\V=\sqrt{2gh}$

Пусть U1 - скорость первой шайбы после столкновения, а U2 - скорость второй, тогда запишем закон сохранения импульсов:

$m\sqrt{2gh} =mU_1+0.5mU_2\\\sqrt{2gh}=U_1+0.5U_2\\2\sqrt{2gh} =2U_1+U_2$

Так как удар абсолютно упругий запишем сохранение кинетических энергий

$\frac{m*2gh}{2} =\frac{mU_1^2}{2} +\frac{mU_2^2}{4} \\4gh=2U_1^2+U_2^2$

Имея систему

$2\sqrt{2gh} =2U_1+U_2\\4gh=2U_1^2+U_2^2$

Найдем значение U2:

$\left \{ {{4gh=2U_1^2+U_2^2} \atop {2\sqrt{2gh} =2U_1+U_2}} \right. \\\left \{ {{8gh=4U_1^2+2U_2^2} \atop {8gh=4U_1^2+U_2^2+4U_1U_2}} \right. -\\U_2^2-4U_1U_2=0\\U_2(U_2-4U_1)=0\\U_2=0_{unsatisfied}\\ U_2=4U_1\\U_1=0.25U_2$

Подставим в уравнение импульсов:

$2\sqrt{2gh} =0.25U_2+U_2\\U_2=\frac{4}{3} \sqrt{2gh}$

Когда меньшее тело выходит на шероховатую наклонную плоскость то на него действуют силы, что указаны на рисунке 5, отсюда:

$Oy:a=o\\N=mgcos\alpha\\Ox:ma=F_{TP}\\F_{TP}=\mu N=mgcos\alpha \\\\ma=-\mu m gcos\alpha \\a = -\mu gcos\alpha$

Из наклонной плоскости где один катет против угла альфа равен H, а гипотенуза равна S, выразим S:

$sin\alpha = \frac{h}{S} \\S = \frac{h}{sin\alpha }$

Согласно формуле: $S = \frac{V_1^2-V_0^2}{2a}$ , где V0 - U2, а V1 равно нулю, так как конечная скорость равна нулю, подставим:

$\frac{h}{sin\alpha} =\frac{-(\frac{4}{3}\sqrt{2gh})^2 }{-2\mu gcos\alpha } \\16sin\alpha=9\mu cos\alpha\\tg\alpha = \frac{9}{16} \mu\\\alpha = arctg\frac{9}{16} \mu\\\alpha = arctg\frac{117}{800} \\\alpha=8.3$