Question

Под действием силы, равной 200 Н, покоящееся тело приобрело скорость 5 м/с за 1 с. Какова масса тела?

Answer 1

Ответ:

$Q=12465$ Дж

Объяснение:

Дано:

$\nu=1$ моль

$T_1=300~K$

$p=p_0=const$

$V_1=V_0$

$V_2=3V_0$

$Q-?$

Решение:

по первому закону термодинамики:  $Q = \Delta U+A$

Работа газа при изобарном$(p=const)$ процессе:  $A=p\cdot \Delta V=p_0\cdot(V_2-V_1)=p_0\cdot(3V_0-V_0)=p_0\cdot 2V_0=2p_0\cdot V_0$

по уравнению Менделеева-Клапейрона:  $pV=\nu RT$, тогда $p_0V_0=\nu RT_1$

Внутренняя энергия идеального одноатомного газа: $U=\frac{3}{2}\nu RT$

по закону Гей-Люссака при $\nu=const,~~p=const$:  $\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}$

тогда  $T_2=\frac{V_2}{V_1} \cdot T_1=\frac{3V_0}{V_0} \cdot T_1=3T_1$

Изменение внутренней энергии:

$\Delta U=U_2-U_1=\frac{3}{2}\nu RT_2- \frac{3}{2}\nu RT_1=\frac{3}{2}\nu R(T_2-T_1)=\frac{3}{2}\nu R(3T_1-T_1)= \\ \\ =\frac{3}{2}\nu R\cdot 2T_1=3\nu RT_1$

$Q=\Delta U+A=3\nu RT_1+2\nu RT_1=5\nu RT_1=5\cdot 1\cdot 8,31\cdot 300=12465$(Дж)