В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ. Поршень может перемещаться в сосуде без трения. Из сосуда медленно выпускается половина массы газа при неизменной температуре. Как изменятся в результате этого внутренняя энергия газа и сила, действующая

Добавлена: 07.05.2026
Обновлена: 07.05.2026
Предмет: Физика
Автор: Кэмп

#Общая физика: механика, термодинамика, электродинамика
#Молекулярная физика

Условие:

В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ. Поршень может перемещаться в сосуде без трения. Из сосуда медленно выпускается половина массы газа при неизменной температуре.
Как изменятся в результате этого внутренняя энергия газа и сила, действующая на поршень со стороны газа?

Решение:

Анализ изменения внутренней энергии:

• Для идеального газа внутренняя энергия определяется формулой
U = (f/2) · n · R · T
где n – число молей газа, T – абсолютная температура, R – универсальная газовая постоянная, а f – число степеней свободы (например, для монатомного газа f = 3).

• Заметим, что при изотермическом процессе T остаётся постоянной. Однако при выпускании половины массы газа число молей уменьшается вдвое:
n₂ = n₁/2.

• Следовательно, внутренняя энергия станет
U₂ = (f/2) · (n₁/2) · R · T = U₁/2.
...

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Как изменится внутренняя энергия идеального газа, находящегося под поршнем, если из сосуда медленно выпустить половину массы газа при неизменной температуре?

Уменьшится в два раза.

Останется неизменной.

Уменьшится, но не обязательно в два раза.