Question

Задача по физике температур и давлений?

Есть емкость 0,9 л с воздухом при нормальных условиях, она соединена перекрытой трубкой с баллончиком емкостью 0,1 л в который закачан 1,1 литра воздуха. какая температура будет в сообщающихся сосудах после открытия крана. Суммарный объем емкостей 1 л суммарный объем воздуха в них 2 литра

Answer 1

Поскольку тут имеет место обмен энергией между двумя частями газа, то процесс нельзя считать адиабатическим, и нужно тупо рассматривать закон сохранения энергии.

Для некоторого объёма газа заключённая в нём внутренняя энергия равна (m/μ)RT (обозначения понятны). Соотношения масс в двух объёмах тоже понятны, поскольку это один и тот же газ: это 0,9 и 11. Поэтому уравнение для определения установившейся температуры (Т') будет таким: 0,9RT + 11RT = 11,9RT', откуда Т' = Т. То есть температура не изменится.

Это вовсе не парадокс. Ведь система считается термоизолированной, более того, считается, что тут даже нет теплообмена со стенками. А значит, у газа нет никаких способов изменить свою внутреннюю энергию. Ни он не совершает работы, ни над ним соверщается работа. Считать, что расширяющийся газ совершает работу, нельзя, поскольку эту работу он совершает над другим газом, сжимающимся, и ежели от одного что отнимется, то к другому присовокупится.

А что же тогда меняется? - может спросить тут въедливый читатель, и будет совершенно прав в своём любопытстве. А меняется тут энтропия системы. Причём меняется необратимо, как и при всяком самопроизвольном процессе.