Klub 44F - zadania II 2019»Zadanie 673
o zadaniu...
- Zadanie pochodzi z artykułu Klub 44F - zadania II 2019
- Publikacja w Delcie: luty 2019
- Publikacja elektroniczna: 1 lutego 2019
- Artykuł źródłowy w wersji do druku [application/pdf]: (511 KB)
W cylindrze zamkniętym tłokiem znajduje się w stanie równowagi
moli jednoatomowego gazu doskonałego. Tłok może przemieszczać się w cylindrze bez tarcia, cylinder i tłok są izolowane cieplnie od otoczenia. Ciśnienie zewnętrzne wynosi
temperatura gazu w cylindrze
W pewnej chwili ciśnienie zewnętrzne wzrasta skokowo do wartości
a po ustaleniu się stanu równowagi spada skokowo do pierwotnej wartości. Znaleźć i porównać temperatury gazu w skrajnych stanach równowagi.

Oznaczmy objętość gazu po zwiększeniu ciśnienia do
i ustaleniu się równowagi przez
a temperaturę w tym stanie przez
Przemiana jest adiabatyczna, ale nie kwazistacjonarna, korzystamy więc z pierwszej zasady termodynamiki:
gdzie
jest zmianą energii wewnętrznej, a praca wykonana nad gazem jest dodatnia i wynosi
Stąd temperatura w stanie równowagi po sprężeniu gazu wynosi
a temperaturę przez
i ponownie korzystając z pierwszej zasady termodynamiki oraz równań Clapeyrona, otrzymujemy równanie:
Stąd temperatura w stanie końcowym dana jest wzorem