Уточнение деталей вопроса
В цилиндре под поршнем массой 50 кг и площадью S = 10-2 м2 находится 1 моль воздуха. Цилиндр нагревают снаружи при нормальном
Ответ на вопрос
атмосферном давлении до температуры 100 градусов Цельсия. Какое давление будет в цилиндре после нагрева?
Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:
pV = nRT
где p — давление газа, V — его объем, n — количество вещества (в молях), R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа в Кельвинах.
Первым шагом необходимо определить объем газа в цилиндре. Для этого воспользуемся формулой для объема цилиндра:
V = S * h
где S — площадь основания цилиндра, h — высота цилиндра.
Подставляя значения, получаем:
V = 10-2 м2 * h
Далее, используя уравнение состояния идеального газа, можно определить давление газа в цилиндре до нагрева:
p1 * V = nRT
где p1 — давление газа до нагрева.
Подставляя известные значения, получаем:
p1 * 10-2 м3 = 1 моль * 8,31 Дж/(моль*К) * 273 К
p1 = 2,26 * 105 Па
Теперь необходимо определить давление газа после нагрева. Для этого воспользуемся законом Гей-Люссака:
p1/T1 = p2/T2
где p2 — давление газа после нагрева, T1 — температура газа до нагрева, T2 — температура газа после нагрева.
Переведем температуру до нагрева в Кельвины:
T1 = 273 К
Температуру после нагрева также переведем в Кельвины:
T2 = 100 + 273 = 373 К
Подставляя известные значения, получаем:
p2 = p1 * T2/T1 = 2,26 * 105 Па * 373 К/273 К = 3,09 * 105 Па
Таким образом, давление газа в цилиндре после нагрева будет равно 3,09 * 105 Па.