9.10. Какой был начальный объем газа в цилиндре под невесомым поршнем, если давление газа на поршень уравновешивалось

Тема занятия: Решение задачи по газовой физике

Пояснение: Чтобы решить данную задачу, нам необходимо воспользоваться формулой для работы газа:

A = p * ΔV,

где A - работа, p - давление газа, ΔV - изменение объема газа. В данной задаче мы знаем, что работа внешних сил составила A* = 100. Также, при увеличении объема в N=5 раз, мы можем предположить, что и изменение объема газа также будет равно N=5 раз.

Следовательно, у нас есть пять различных пар значений (p, ΔV) таких, что p * ΔV = A*. Наша задача состоит в том, чтобы найти начальный объем газа, исходя из данных.

Пусть V0 - начальный объем газа. Тогда, при увеличении объема в N=5 раз, получим новый объем газа V = N * V0 = 5 * V0.

Так как работа газа равна A = p * ΔV, и мы знаем, что p * ΔV = A*, то можем установить следующее:

p * ΔV = 100,
p * (5 * V0 - V0) = 100,
4 * p * V0 = 100,
p * V0 = 25.

Отсюда следует, что начальный объем газа равен V0 = 25 / p.

Дополнительный материал: Найти начальный объем газа, если давление газа на поршень уравновешивалось атмосферным давлением р0, и затем поршень был выдвинут из цилиндра медленно так, что температура газа практически не изменилась, а при увеличении объема в N=5 раз, работа внешних сил составила A* = 100.

Совет: Для лучшего понимания задачи, может быть полезно вспомнить основные формулы газовой физики, такие как уравнения состояния газа, закон Бойля-Мариотта и закон Гей-Люссака.