Физика Главная страница Воскресенье | 09.08.2020 | 00:24 | RSS 

Наука мира

образовательный портал по физике
Сайт по физике Наука мира
Партнеры
Связь
Кнопка сайта

Наука мира - сайт Тихомолова Евгения

посмотреть другие

Опрос
Кто Вы?
Всего ответов: 862
Статистика



Онлайн всего: 5
Гостей: 5
Пользователей: 0

Задачи по физике

Главная » Банк задач по физике » Олимпиадные задачи

Задача по физике №761
16.02.2013, 17:51

Условие

Прочный теплоизолированный сосуд объёмом  л, содержащий  г гелия, разделяют тонкой жёсткой мембраной, которая выдерживает разность давлений до  Па. В левой части сосуда, составляющей  всего объёма, включают нагреватель. Благодаря теплопроводности мембраны тепло передаётся в правую часть сосуда. Известно, что при разности температур  К за одну секунду мембрана пропускает количество тепла  Дж. При какой максимальной мощности нагревателя мембрана останется целой в течение длительного времени нагревания? Считайте, что температуры газа в каждой части сосуда равномерно распределены по соответствующему объёму.  



Решение

Так как массы гелия в каждой из частей сосуда пропорциональны объёмам этих частей, то из уравнения Менделеева — Клапейрона следует, что давления в левой и правой частях сосуда будут равны, соответственно,  и , где  и  — температуры в левой и в правой частях сосуда,  г/моль — молярная масса гелия. Отсюда при максимальной разности давлений между частями сосуда 

\begin{displaymath}
\Delta p =\nobreak\discretionary{}{\hbox{$=$}}{} p_1-p_2 =\...
...{mR(T_1-T_2)}{\mu V}}{\displaystyle\frac{mR(T_1-T_2)}{\mu V}}
\end{displaymath}

поток тепла через мембрану в правую часть сосуда будет равен 
\begin{displaymath}
q = W(T_1-T_2) = \mathchoice{\displaystyle\frac{W\mu V\Delt...
...W\mu V\Delta p}{mR}}{\displaystyle\frac{W\mu V\Delta p}{mR}}.
\end{displaymath}

Поскольку массы гелия в левой и правой частях сосуда относятся, как , то для поддержания постоянной разности температур между частями сосуда в его левую часть от нагревателя в единицу времени должно поступать количество теплоты 
\begin{displaymath}
Q=q+\mathchoice{\displaystyle\frac{q}{2}}{\displaystyle\fra...
...laystyle\frac{3W\mu V\Delta p}{2mR}}\approx 0{,}36 \mbox{Дж},
\end{displaymath}

то есть максимальная мощность нагревателя равна 0,36 Вт.  

Ответ

Максимальная мощность нагревателя равна 0,36 Вт.

Добавил: Евгений | | Теги: решение задач, онлайн задачи, банк задач, задачи по физике, олимпиадные задачи, олимпиады по физике
Просмотров: 1116 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Личный кабинет
Наука мира


Поиск