Question

В вертикальном цилиндрическом сосуде площадью поперечного сечения S на высоте h от основания находится поршень массой m. Под поршнем находится одноатомный газ. Атмосферное давление Р нулевое. Пренебрегая трением, определите внутреннюю энергию газа под поршнем.

Answer 1

U=3m×R×T/2M

Уравнение Менделеева-Клайперона:
P×V=m×R×T/M⇒

⇒U=3×P×V/2
Объем цилидра равен произведению площади основания S на высоту h

V=S×h

Давление равно:

P=F/S

Т.к. поршень неподвижен,а атмосферное давление равно нулю,сила F= силе тяжести поршня F=mg

Отсюда давление:
P=mg/S

Итого:

U=3×mg×S×h/(2×S)=3mgh/2 
Масса, высота цилиндра считаются известными, ускорение свободного падения g=9.8 м/с²