Водолазный колокол, содержащий ν=2 моль… — Задачи с прикладным содержанием — ЕГЭ

Школьник

Студент

Учитель

Задачи с прикладным содержанием

Профиматика

Водолазный колокол, содержащий

\nu=2

моль воздуха при давлении

p_1=1.4

атмосферы, медленно опускают на дно водоёма. При этом происходит изотермическое сжатие воздуха до конечного давления

p_2

(в атмосферах). Работа

A

(в джоулях), совершаемая водой при сжатии воздуха, вычисляется по формуле

A=\alpha\nu T\log_2\dfrac{p_2}{p_1}

, где

\alpha=12

Дж/(моль

\cdot

К) — постоянная,

T=300

К — температура воздуха. Найдите давление

p_2

воздуха в колоколе, если при сжатии воздуха была совершена работа

14400

Дж. Ответ дайте в атмосферах.

Ответ:

Решение

Подставим данные в формулу работы:

14400=12\cdot 2\cdot 300\cdot \log_2\frac{p_2}{1,4}.

Так как

12\cdot 2\cdot 300=7200,

получаем

\log_2\frac{p_2}{1,4}=2.

Тогда

\frac{p_2}{1,4}=2^2,\qquad p_2=1,4\cdot 2^2=5,6.