Примеры решений и оформления задач по термодинамике и молекулярной физике

Горизонтально расположенный цилиндрический сосуд длиной L разбит на три одинаковые секции невесомыми проводящими тепло поршнями, закрепленными в начальный момент времени. Между поршнями находятся газы, давления и температуры которых соответственно равны: P₁, T₁, p₂, T₂, p₃, T_3. Поршни отпускают. На каком расстоянии друг от друга окажутся поршни после того, как весь сосуд придет в состояние термодинамического равновесия?

1

Условие термодинамического равновесия в сосуде. После достижения равновесия поршни можно убрать – давление и температура газа не изменятся

2

Установившееся давление можно найти по закону Дальтона как сумму парциальных давлений каждого из трех газов во всем объеме, лишенном перегородок

3

Парциальное давление первого газа во всем сосуде, для двух остальных – аналогично.

4

Установившееся давление

5

Расчет времени прохождения грузом половины пути до встречи.

Ответ: между поршнями установится расстояние

 .

В координатах m(V) изображен циклический изобарический процесс, в ходе которого молекулярная масса газа оставалась постоянной. Укажите на графике точки, соответствующие максимальной и минимальной температуре.

1

Из уравнения состояния идеального газа следует, что прямые вида m = kV являются геометрическим местом точек, изображающих состояния с одинаковой температурой.

2

Уменьшение Т приводит к увеличению углового коэффициента (тангенса угла наклона) графика

3

Увеличение Т приводит к уменьшению углового коэффициента (тангенса угла наклона) графика

4

Точки, соответствующие пересечениям касательных с графиком. 

Точки экстремумов.

Ответ: Точки максимальной и минимальной температуры лежат на касательных к графику, проведенных из начала координат