Газовые законы (продолжение)

Задача 4.

    В вертикально поставленный цилиндр с площадью основания 40 см² вставлен поршень, под которым находится столб воздуха высотой 60 см. На сколько опустится поршень, если на него поставить гирю массой 10 кг? Масса поршня 2 кг, атмосферное давление 100 кПа.

Решение.

В данном случае происходит изменение объема газа и, как следствие, изменение его давления. Процесс происходит изотермически. Рассмотрим условие равновесия поршня в каждом случае:

p₁S = m₁g + p_aS;  p₂S = (m₁ + m₂) g + p_aS.

Отсюда: (p₂ – p₁)S = m₂ g

Из закона Бойля-Мариотта p₁V₁ = p₂ V₂; V₁ = S ∙ h, V₂ = S ∙ (h - ∆h)

Задача 5.

    Идеальный газ участвует в процессах, представленных на pV- диаграмме. В состоянии 1 температура газа равна 100 К, а в состоянии 2 она составляет 400 К. Определите температуру газа в состоянии 3.

Решение.

По графику видно, что при переходе 1 – 2 давление газа прямо пропорционально объему, на участке 2 – 3 объем постоянный, давление p₁ = p₃. Для  перехода 1 – 2 уравнение: