kvyvy (kvyvy) wrote,
kvyvy
kvyvy

Categories:

Упс! Задачка по физике

В прошлом посте я-то думал, что в задачке ошибка. Но, как обычно бывает, ошибка была в моей голове. )
Давайте посмотрим решение.

Еще раз сама задачка.
Вопрос 26.png

Правильный ответ - 5000 Дж. Неожиданно, да? Вроде как работы потратили 2000 Дж, а тепла отдали целых 5 тысяч? Тонкость тут в том (на что я, честно говоря, внимания не обратил), что процесс изобарный, т.е. проходит при постоянном давлении. Спасибо комментатору, что подсказал в прошлой записи.
И еще. В задаче хоть и не сказано, но нужно догадаться, что в начальный момент газ находится в тепловом равновесии с окружающей средой.
При сжатии газа он нагревается и при этом еще растет давление. А раз процесс изобарный, то значит надо как-то возросшее давление снизить, что бы оно было такое же, как исходное. Насколько снизить? Раз мы при сжатии уменьшили объем, то мы должны охладить газ до более низкой температуры (ниже окружающей среды), что бы давление уменьшить. При то же температуре, что и окружающая среда, давление будет больше исходного, ведь объем стал меньше. Вот поэтому окружающие тела получат больше, чем затрачено энергии.

Можно ли такой процесс реализовать на практике? Да легко! Сосуд с газом находится в выключенном холодильнике, и они оба находятся в начальный момент в равновесии с окружающей средой. То есть и газ, и холодильник и сосуд имеют ту же температуру, что и окружающая среда. Затем мы начинаем сжимать газ и одновременно включаем холодильник, который очень точно охлаждает сосуд с газом так, что бы давление в нем оставалось постоянным. Впрочем, последнее не обязательно. Главное, в конце охладить сосуд так, что бы давление газа в нем стало равным исходному. А то тепло, что нам надо найти, как раз и передаст в окружающую среду холодильник. Подразумевается, что холодильник идеальный и имеет КПД 100%, т. е. дополнительное тепло от его работы не выделяется.

Но в 2.5 раза больше тепла, чем исходной работы!? Не многовато ли?

Смотрим решение.

В общем, решение очень легкое, буквально в одно действие. Особенно если не пытаться понять, а просто решить. Взял готовые формулы - и вот тебе решение. За основу решения взята одна из основных формул молекулярно-кинетической теории. Оказывается, я ее почти напрочь забыл. Или вообще никогда не знал? Может, я как раз ту физику прогулял, когда ее изучали? )

В общем, прочитал заново, что смог найти. Вроде все логично, подтверждено многочисленными опытами. Но все же один момент я понять никак не могу. Смотрите, изменение внутренней энергии газа U в полтора раза больше, чем работа, совершенная над газом. Собственно, это и сподвигло написать прошлый пост.
А как же священные коровы физиков - законы сохранения? В данном случае закон сохранения энергии? Почему внутренней энергии стало в 1.5 раза больше, чем работы? Пока не нашел какого-либо объяснения.
Но если мы затем снова перейдем от внутренней энергии к работе, то работы станет в 1.5 раза меньше. Изменение температуры газа также будет в полтора раза меньше, чем изменение вн. энергии. Поэтому вроде как при переходе от U к другим макропараметрам баланс сходится. Во всех, кроме тепла. В общем, загадка.

Может, кто знает в чем тут хитрость? Чего я тут упустил?
Tags: ЕГЭ, задачка
Subscribe

Posts from This Journal “задачка” Tag

  • Задачка, физика, ЕГЭ

    Кто-нибудь сможет решить простейшую задачку по физике из ЕГЭ? Только чур без читерства! Я вот несколько озадачился, прочитав вопрос. От его…

promo kvyvy may 9, 2015 15:52 11
Buy for 10 tokens
Весеннее серебро F4.0 1/125 ISO200 400мм F5.6 1/320 ISO125 372мм
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 18 comments

Posts from This Journal “задачка” Tag

  • Задачка, физика, ЕГЭ

    Кто-нибудь сможет решить простейшую задачку по физике из ЕГЭ? Только чур без читерства! Я вот несколько озадачился, прочитав вопрос. От его…