Дано: V = 4 л = 0,004 м^3, S = 20 см^2 = 0,002 м^2, m = 5 кг, m1 = 5 кг, P1 = 25°C = 298,15 K
Найти: работу W
Решение:
1. Найдем давление газа до установки груза:
P = (m * g) / S = (5 кг * 9,8 м/с^2) / 0,002 м^2 = 24500 Па
2. Найдем конечный объем цилиндра после установки груза:
V2 = V + S * h, где h - высота, на которую опустили поршень
m1 * g = P * S + P1 * S
h = (m1 * g - P1 * S) / S = (5 кг * 9,8 м/с^2 - 24500 Па * 0,002 м^2) / 0,002 м^2 = 4,5 мм = 0,0045 м
V2 = V + S * h = 0,004 м^3 + 0,002 м^2 * 0,0045 м = 0,005 м^3
3. Найдем работу над газом:
W = P * (V2 - V) = 24500 Па * (0,005 м^3 - 0,004 м^3) = 24500 Па * 0,001 м^3 = 24,5 Дж = -24,5 Дж (работа над газом считается положительной)
Ответ: работа, совершенная над газом, равна -24,5 Дж.