Физика · 2023/24

Шаг в будущее

10 класс · Заключительный этап · вариант 1

1 готовый разбор · вариант представлен частичноОтметки сохраняются на этом устройстве

Показаны доступные разборы с исходными номерами задач. Их число не подтверждает полноту официального варианта.

Источник: материал организатора ↗

Задача 4

Нагрев аргона под подпружиненным поршнем

Сложность: 3/5 · предварительно

Горизонтально расположенный цилиндрический сосуд с поршнем находится в вакууме. Закрепленная с одной стороны пружина упирается в поршень. Вначале поршень расположен почти вплотную к левому основанию цилиндра, пружина при этом не деформирована (см. рисунок 4а). В сосуде открывается клапан KK, через который в него впускают некоторое количество инертного газа аргона из присоединенного к сосуду баллона, после чего клапан закрывается, и баллон убирают от сосуда. После установления теплового равновесия в сосуде, поршень оказался смещенным на ΔL=5 см\Delta L=5\,\text{см} от левого основания (рисунок 4б). Затем газ в сосуде начинают медленно нагревать, в результате чего поршень сдвигается еще (дополнительно) на 5 см, при этом аргон совершает работу A=1,5 кДжA=1{,}5\,\text{кДж}. Какое количество тепла было передано газу при нагревании? Трение между поршнем и боковой поверхностью сосуда отсутствует. Теплоемкостью сосуда, поршня и пружины пренебречь.

К условию
Три состояния цилиндра: до впуска, после впуска и после нагрева4а · До впускаkKПружина не сжата4б · После впускаkΔL = 5 смПосле нагреваk10 см
Три состояния из условия: клапан K открыт только во время впуска газа. Рисунок схематический.

x1=5 смx_1=5\,\text{см}, x2=10 смx_2=10\,\text{см}. SS — площадь поршня, kk — жёсткость пружины. Работа при нагреве A=1,5 кДжA=1{,}5\,\text{кДж}.

Подсказки и разбор →
Учебная схема

Продолжить подготовку

Все разборы: Шаг в будущее →Другой вариант: 2025/26 · Физика · Заключительный этап · 10 класс · вариант 1 →