ВсОШ 2013, Заключителен етап, 9–11 клас — Задача 2 (10 кл.). 10 класс — Процессы в сосуде
XLVII Всероссийская олимпиада школьников по физике — Заключительный этап. Теоретический тур
Издание и авторы
Методическая комиссия по физике при центральном оргкомитете Всероссийских олимпиад школьников.
XLVII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Заключительный этап. Теоретический тур. Методическое пособие. Владивосток, 2013 г.
Комплект задач подготовлен методической комиссией по физике при центральном оргкомитете Всероссийских олимпиад школьников. Телефоны: (495) 408-80-77, 408-86-95. E-mail: physolymp@gmail.com.
Авторы задач:
| Класс | Задача 1 | Задача 2 | Задача 3 | Задача 4 | Задача 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| 9 | Замятнин М. | Иванов М. | Домарецкий Д. | Замятнин М. | Шведов О. |
| 10 | Савинов Е. | Щеронов А. | Бутиков Е. | Аполонский А. | Щеронов А., Александров Д. |
| 11 | Слободянин В. | Чивилёв В. | Аполонский А. | Бабинцев В. | Ерофеев И. |
Общая редакция — Козел С., Слободянин В.
Оформление и вёрстка — Ерофеев И., Паринов Д., Цыбров Ф.
При подготовке оригинал-макета использовалась издательская система LaTeX 2ε. © Авторский коллектив. Подписано в печать 18 апреля 2013 г. в 10:47.
141700, Московская область, г. Долгопрудный. Московский физико-технический институт.
Условие
Горизонтально расположенный теплоизолированный цилиндрический сосуд разделён на два отсека неподвижной теплопроводящей перегородкой. Второй отсек отделён от атмосферы подвижным не проводящим тепло поршнем. Оба отсека наполнены азотом; система находится в равновесии. Газ в первом отсеке быстро нагревают. Известно, что с момента сразу после нагрева до восстановления теплового равновесия суммарная внутренняя энергия газа изменилась на . Найдите изменение внутренней энергии азота в первом отсеке за тот же промежуток времени. Теплоёмкостью сосуда и поршней можно пренебречь.
Решение
Сосуд теплоизолирован, поэтому первое начало термодинамики выглядит так:
где — атмосферное давление снаружи подвижной перегородки, — изменение объёма второго отсека.
Уравнение состояния газа во втором отсеке:
Запишем первое начало термодинамики для каждого газа:
Отсюда получаем окончательный ответ:
Оригинал в Архива: finalT13.pdf