В сосуде объемом V с жесткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном...

Question

В сосуде объемом V с жесткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью s=2*10^-4 метров 2, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100H. Пробка выскакивает, если газу передать количество теплоты не менее 15 кДж. Определите значение V, полагая газ 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)
V= 2ΔU /3(p2-p1)=2*15000/3*(5*10^5+р1-р1)=0.02 м3