Logo
Logo

Газ в заряженном цилиндре

На сколько изменится температура газа?

Поскольку электрическое поле однородно, сила притяжения между поршнем и дном цилиндра не зависит от положения поршня. Поэтому давление $p$ в газе во время опыта постоянно (даже с учетом наружного атмосферного давления и веса поршня). Согласно закону сохранения энергии количество теплоты, полученной газом, $Q=\nu \frac{3}{2} R \Delta T+A$. Если изменение объема газа равно $\Delta V$, то работа газа $A=p \Delta V$. Учитывая уравнение состояния газа, имеем $A=\nu R \Delta T$. Из записанных равенств находим изменение температуры: $\Delta T=\frac{2}{5} \frac{Q}{\nu R}$.

Примечание: Выяснив, что $p=\mathrm{const}$, можно сразу записать $Q=\nu C_{p} \Delta T$, где $C_{p}=\frac{5}{2}R$.

Ответ: $$
\Delta T=\frac{2}{5} \frac{Q}{\nu R}.
$$