Присоединиться

Физика·Молекулярная физика. Электродинамика (расчетная задача)·11 класс

Высокий вертикальный цилиндр закрыт тонким поршнем массой 2 кг и

Условие

Высокий вертикальный цилиндр закрыт тонким поршнем массой 2 кг и площадью 200 см². Под поршнем находится идеальный газ. Атмосферное давление над поршнем равно 101 кПа, расстояние между дном цилиндра и поршнем 1 м. Цилиндр перевернули так, что поршень оказался снизу, но не выпал из цилиндра. На сколько увеличилось расстояние между дном цилиндра и поршнем в состоянии равновесия? Температура газа в исходном и конечном состоянии одинакова. (Ответ дайте в сантиметрах.) Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | Приведено полное решение, включающее следующие элементы:I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2 | Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.И (ИЛИ)В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.И (ИЛИ)В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.И (ИЛИ)Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1 | Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0 | Максимальный балл | 2 |

Ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Решение. В первом случае давление газа в цилиндре равно p1=p0+mgS=102кПаp_1=p_0 + \frac{mg}{S} =102кПа Во втором случае давление газа в цилиндре равно p2=p0mgS=100кПаp_2=p_0 - \frac{mg}{S} =100кПа Объем цилиндра связан с площадью и высотой цилиндра V=ShV=Sh Процесс изотермический и, согласно уравнению Менделеева — Клапейрона, справедливо p1V1=p2V2p1h1=p2h2p_1V_1=p_2V_2 \Leftrightarrow p_1h_1=p_2h_2 Отсюда h2=p1h1p2=102смh_2= \frac{p_1h_1}{p_2} =102см Таким образом, расстояние между дном цилиндра и поршнем увеличилось на 2 см. Ответ: 2.

Осталось ещё 1 шаг — откроются после входа:

  • Полный разбор с проверкой ответа
Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Молекулярная физика. Электродинамика (расчетная задача)»