Вопрос школьника
В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания s = 10 − 2 м2 под поршнем массой m = 10 кг, способным двигаться без трения, находится воздух. При изобарном нагревании поршень поднялся на высоту h = 0,2 м. Какую работу совершил воздух при атмосферном давлении р0 =10^5 Па ?
Ответ от учителя
Работа, совершенная воздухом при изобарном нагревании, может быть вычислена по формуле:
W = pΔV
где p — давление воздуха, ΔV — изменение объема воздуха.
Из условия задачи известно, что давление воздуха равно атмосферному давлению р0 = 10^5 Па. Изменение объема воздуха можно вычислить, зная высоту, на которую поднялся поршень:
ΔV = Sh
где S — площадь основания цилиндра.
Подставляя известные значения, получаем:
ΔV = 10^-2 м^2 * 0,2 м = 2 * 10^-3 м^3
Теперь можем вычислить работу воздуха:
W = pΔV = 10^5 Па * 2 * 10^-3 м^3 = 200 Дж
Таким образом, воздух совершил работу в 200 Дж при изобарном нагревании поршня на высоту 0,2 м.
