Воткачанном пространстве вертикально стоит цилиндрический сосуд, перекрытый сверху подвижным поршнем массым.под поршнем находится одноатомный газ при температуре ти давлении р. внутреннее сечение цилиндра s,
высота той части сосуда, в которой находится газ, н. поршень отпустили, он начал двигаться. чему равна максимальная скорость, развиваемая поршнем, если газ сжимается адиабатически?

J980 J980    3   10.03.2019 09:50    5

Ответы
лольтоаш лольтоаш  24.05.2020 15:56

При достижении поршнем максимальной скорости

Mg=P_{1}S

P_{1} - давление газа в момент достижения максимальной скорости

 

Для нахождения максимальной скорости распишем изменение кинетической энергии

(ее изменение - это работа всех сил, действующих на поршень)

\frac{1}{2}Mv^2=Mg(H-H_{1})+A

 

H_{1} - высота поршня при достижении максимальной скорости

A - это работа газа при уменьшении объема.

 

Высота поршня и объем газа пропорциональны:

\frac{H}{H_{1}}=\frac{V}{V_{1}}

V₁ - объем в момент достижения макс. скорости

Тогда

\frac{1}{2}Mv^2=MgH(1-\frac{V_1}{V})+A

Учитывая, что газ сжимается адиабатически, применяем уравнение Пуассона

PV^k=P_1V_1^k

k=5/3 - для одноатомного газа

 

\frac{V_1}{V}=(\frac{P}{P_1})^{\frac{1}{k}}=(\frac{PS}{Mg})^\frac{1}{k}

 

Работа газа при адиабатическом сжатии

 

A = \frac{PV}{k-1}(1-(\frac{V}{V_1})^{k-1})=\frac{3}{2}MgH(\frac{PS}{Mg})^\frac{3}{5}(1-(\frac{Mg}{PS})^\frac{2}{5})

 

Полученное подставляем в уравнение для скорости и находим ее

 

v=\sqrt{2gH(1-\frac{5}{2}(\frac{PS}{Mg})^\frac{3}{5}+\frac{3}{2}\frac{PS}{Mg})}

 

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Физика