Ο αντιστάτης ζεσταίνει το αέριο

Το έμβολο E, κλείνει μια ποσότητα ιδανικού μονοατομικού αερίου, μέσα στο οριζόντιο κυλινδρικό δοχείο του σχήματος. Η αρχική πίεση του αερίου, ίδια με την εξωτερική ατμοσφαιρική, είναι p₁ = 10⁵ Pa. Το εμβαδόν του εμβόλου είναι Α = 0,03m². Ένα ελατήριο σταθεράς k = 2000N/m, που έχει το φυσικό του μήκος, έχει συνδεθεί στο ένα άκρο του με το έμβολο και στο άλλο με ακλόνητο στήριγμα. Τα τοιχώματα του δοχείου και το έμβολο είναι θερμομονωτικά. Ο αρχικός όγκος του αερίου στο δοχείο είναι V₁ = 0,024m³ και η αρχική θερμοκρασία είναι Τ₁ = 300K. Ένας αντιστάτης με αντίσταση R = 103Ω, ζεσταίνει το αέριο για χρονικό διάστημα Δt = 10s, ανεβάζοντας τη θερμοκρασία σε Τ₂ = 360Κ.
α) Βρείτε τη μετατόπιση του εμβόλου
β) Ποιες είναι οι τελικές τιμές πίεσης και όγκου του αερίου;
γ) Ποια είναι η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του αερίου;
δ) Ποια είναι η ενέργεια που ανταλλάσσει το αέριο μέσω έργου;
ε) Υπολογίστε την ενέργεια που δόθηκε στον αέρα με τον αντιστάτη.
στ) Ποια ήταν η ένταση του ρεύματος που πέρασε από τον αντιστάτη;

Απάντηση(pdf)

Απάντηση(word)