Какое расстояние сместится теплоизолирующий тонкий поршень, если газ в одной части цилиндра нагреть до 50C, в то время

Теплоизолирующий тонкий поршень и перемещение

Пояснение: Чтобы найти перемещение теплоизолирующего поршня, необходимо использовать закон Гей-Люссака и закон Бойля-Мариотта. Закон Гей-Люссака гласит, что абсолютная температура газа прямо пропорциональна количеству молекул в газе при постоянном объеме и давлении. Закон Бойля-Мариотта утверждает, что при постоянной температуре и количестве газа объем газа обратно пропорционален его давлению.

В данной задаче известно, что температура газа в одной части цилиндра нагревается до 50°C, в то время как температура газа в другой части остается неизменной. Длина цилиндра равна 1,4 метра, и трение является пренебрежимо малым.

По закону Бойля-Мариотта, давление газа в обеих частях цилиндра остается постоянным. Таким образом, объем газа в обеих частях должен быть одинаковым. Если расстояние, на которое перемещается поршень, обозначено как x, то длина одной части цилиндра будет 1.4 - x, а длина другой части будет x.

Согласно закону Гей-Люссака, абсолютная температура газа пропорциональна объему газа (при постоянном давлении). Таким образом, абсолютная температура газа в обеих частях цилиндра одинакова.

Температура выражается в Кельвинах. Температура 50°C соответствует 50 + 273 = 323 K.

Таким образом, у нас получается уравнение:

(1.4 - x) / 323 = x / 323.

Решая это уравнение, получим значение x, которое представляет смещение теплоизолирующего поршня.

Пример использования: Пожалуйста, найдите смещение теплоизолирующего поршня в данной задаче.

Совет: Понимание законов газа, таких как закон Бойля-Мариотта и Гей-Люссака, поможет решить эту задачу. Помните, что абсолютная температура выражается в Кельвинах.

Упражнение: Если абсолютная температура газа в обеих частях цилиндра равна 400 K, а длина цилиндра составляет 2 метра, какое будет смещение теплоизолирующего поршня?