В сосуде объёмом V = 0,02 м3 с жёсткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью

s = 2-10^4 м2, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100 Н. Определите максимальное количество теплоты, которое можно передать газу, чтобы пробка ещё не выскочила из отверстия. Газ считайте идеальным.

на пробку действуют силы: F тр, Fд со стороны газа, Fa сила атмосферного давления (р1-атмосферное давление)

Fтрения+Fa=Fд

Fд=p2S - сила давления газа

тогда p2S-p1S=Fтр

то p2=Fтр/s + р1=100/2*10^-4 + р1=5*10^5 + р1 Па

Q=ΔU - первое начало термодинамики, работа газом не совершается

ΔU=3 (p2-p1) V/2 - изменение внутр. энергии идет на увеличение давления

p1 - начальное давление (равно атмосферному по условию)

ΔU=3 * (5*10^5+р1-р1) * 0.02/2=15000 Дж