Для зажигания огня используют воздушное огниво, или огненный поршень, в котором высокая температура получается адиабатическим сжатием воздуха. Определите, какой должна быть минимальная длина цилиндра при площади сечения поршня равной 4 см2, чтобы

24 октября 2025
Физика

Условие:

Для зажигания огня используют воздушное огниво, или огненный поршень, в котором высокая температура получается адиабатическим сжатием воздуха.

Определите, какой должна быть минимальная длина цилиндра при площади сечения поршня равной 4 см2, чтобы температуры при резком вдвигании поршня хватало для поджигания ваты, смоченной спиртом. Температуру, необходимую для воспламенения спирта, считать равной 400 °С, а в цилиндре изначально находился воздух при атмосферном давлении и температуре 20 °С. Работа, совершаемая при вдвигании поршня, составляла 35 Дж. Считайте воздух идеальным двухатомным газом.

Решение:

Для решения задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа и формулой для адиабатического процесса. 1. Данные задачи: - Площадь сечения поршня \( S = 4 \, \text{см}^2 = 4 \times 10^{-4} \, \text{м}^2 \) - Давление \( P_1 = 101325 \, \text{Па} \) (атмосферное) - Начальная температура \( T_1 = 20 \, \text{°C} = 293 \, \text{К} \) - Конечная температура \( T_2 = 400 \, \text{°C} = 673 \, \text{К} \) - Работа \( A = 35 \, \text{Дж} \) 2. Определим количество вещества газа: Используем уравнение состояния идеального газа: \[ PV = nRT \] где \( n \) — колич...