Какое количество тепла высвободится при перемещении системы в новое положение равновесия, когда на больший поршень
Какое количество тепла высвободится при перемещении системы в новое положение равновесия, когда на больший поршень помещается гиря массой 1 кг? Размеры сосудов следующие: площадь сечения s1 = 100 см2, площадь сечения s2 = 200 см2. Оба сосуда заполнены водой и закрыты легкими поршнями. Система находится в равновесии. Употреблена формула для расчета количества тепла: q = m2gs1/(2ρ(s1 + s2)s2) = 0,08 дж. Пожалуйста, напишите решение вышеуказанного ответа.
Putnik_Sudby 5
Для того чтобы найти количество высвободившегося тепла при перемещении системы в новое положение равновесия, мы можем использовать данную формулу:\[ q = \frac{m_2 \cdot g \cdot s_1}{2 \cdot \rho \cdot (s_1 + s_2) \cdot s_2} \]
где:
- \( q \) - количество тепла
- \( m_2 \) - масса гири, равная 1 кг
- \( g \) - ускорение свободного падения, приближенное значение равно 9,8 м/с²
- \( s_1 \) - площадь сечения первого сосуда, равная 100 см²
- \( s_2 \) - площадь сечения второго сосуда, равная 200 см²
- \( \rho \) - плотность вещества, в данном случае - плотность воды, приближенное значение равно 1000 кг/м³
Подставим известные значения в формулу и произведем необходимые вычисления:
\[ q = \frac{1 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с²} \cdot 100 \, \text{см²}}{2 \cdot 1000 \, \text{кг/м³} \cdot (100 \, \text{см²} + 200 \, \text{см²}) \cdot 200 \, \text{см²}} \]
Переведем единицы измерения в согласованные значения:
\[ q = \frac{1 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с²} \cdot 0,01 \, \text{м²}}{2 \cdot 1000 \, \text{кг/м³} \cdot (0,01 \, \text{м²} + 0,02 \, \text{м²}) \cdot 0,02 \, \text{м²}} \]
Выполним вычисления:
\[ q = \frac{0,098 \, \text{кг} \cdot 0,01 \, \text{м²}}{2 \cdot 1000 \, \text{м³} \cdot 0,03 \, \text{м²}} \]
\[ q = \frac{0,00098 \, \text{м}³}{0,00006 \, \text{м}³} \]
\[ q = 16,3333 \, \text{Дж} \]
Таким образом, количество тепла, высвободившегося при перемещении системы в новое положение равновесия, составляет 16,3333 Дж.