теплофизика - вопрос №862791

Записываем первый закон термодинамики:

Q = ΔU + A

Поскольку объем газа не меняется, то работа А = 0, поэтому

Q = ΔU = Δ((5/2)рV) = 5V/2*Δp

Отсюда:

Δp = 2Q/(5V)  (1)

То есть давление воздуха под поршнем увеличится на величину Δp, поэтому давление в нем станет равно:

р2 = р1 + Δp

Сила, которая должна сдерживать данное давление будет равна:

F = (р1 + Δp)*S

S = пи*d^2/4  площадь поршня, поэтому учитывая (1)

F = (р1 + Δp)*пи*d^2/4 = (р1 + 2Q/(5V) )*пи*d^2/4

Подставляете сюда значения:

р1 = 2,9 бар = 2,9*10^5 Па

Q = 20 ккал = 20000 кал = 20000*4,184 Дж

d = 400 мм = 0,4 м

V = 80 л = 0,08 м3

Т = 15 С = (15+273) К