В сосуде объемом V=o. 02 метров кубических с жесткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давление. В крыше сосуда имеется отверстие площадью S, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100 H. Пробка выскакивает если газу передать количество теплоты не менее 15 кДЖ. Определите значение S полагая газ идеальным.

Пробка выскочит тогда, когда Pатм<Р в сосуде. P*S=Fтр+Pфтм*S

Fтр=P*S-Pатм*S = > S=Fтр / (P-Pатм)

т. к. Стенки сосуда жесткие, V-const, работа газа равна 0, по 1 закону термодинамики Q=dU (dU-изменение внутренней энергии)

т. к. газ одноатомный: dU=3/2nRdT (n-количество вещества, dT-изменение температуры).

Используя ур. Менделеева-Клайперона: dPV=nRdT = >dU=3/2dPV=Q

dP=2*Q/3V=2*15*10^3/3*0.02=5*10^5

dP = (P-Paтм). S=Fтр/dP=100/5*10^5=2*10^-4 м = 2 см