Условие:
В сосуде объёмом V = 0,1 м с жёсткими стенками находится
одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда
имеется отверстие площадью S = 5 см', заткнутое пробкой.
Пробка выскакивает, если газу передать количество теплоты не
менее 15 кДж. Определите максимальную величину силы тре-
ния покоя F пробки о края отверстия, полагая газ идеальным.
Решение:
Для решения задачи воспользуемся законами термодинамики и механики. 1. Дано: - Объем сосуда \( V = 0,1 \, \text{м}^3 \) - Давление газа \( P = 101325 \, \text{Па} \) (атмосферное давление) - Площадь отверстия \( S = 5 \, \text{см}^2 = 5 \times 10^{-4} \, \text{м}^2 \) - Количество теплоты \( Q = 15 \, \text{кДж} = 15000 \, \text{Дж} \) 2. Найдём количество вещества газа: Используем уравнение состояния идеального газа: \[ PV = nRT \] где \( R \) — универсальная газовая постоянная (\( R \approx 8,31 \, \text{Дж/(моль·К)} \)), \( n \) — количество вещества в молях, \...