В длинной горизонтальной
гладкой пустой трубе находятся два поршня, которые могут скользить без трения
вдоль трубы. Один из поршней имеет массу <span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span><span /></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span><span /></span></span><span /></span>, другой – в два раза
тяжелее. В начальный момент между поршнями находится моль кислорода при
температуре <span />, а тяжелый поршень
движется со скоростью <span /><span> по направлению к неподвижному в этот момент
легкому поршню. Чему равна максимальная температура газа в этом процессе?
Найдите также скорости поршней через большой отрезок времени. Теплоемкость
стенок трубы и поршней считать малой, теплопроводностью пренебречь.</span>
Решение:
1) m=5,5т=5500кг
S=5см²=0,0005м²
2) р=Fтяж/S
Fтяж=gm
Fтяж=10·5500=55000Н
Sобщ.=0,0005·4=0,002м²
р=55000/0,002=27500000Па=27500кПа
Энергия сжатой пружины:
E1=k*x²/2=500*0,1²/2 = 2,5 Дж
Кинетическая энергия шарика равна энергии, запасенной пружиной (по закону сохранения энергии)
E2 = m*V²/2 = E1
Отсюда:
V = √(2*E1/m) = √(2*2,5/0,050)=√100 = 10 метров
Ответ:6МПа
формула:PV=m/M×RT