теплоизолирующий гладкий поршень

[drzewo]

(Оффтоп)

realeugene в сообщении #1687849 писал(а):

При обсуждении учебной задачи заниматься троллингом нехорошо.

Смотрите:
Здесь https://dxdy.ru/topic160278.html -- вы не справились с простой задачей, пока не получили двух подсказок;
здесь: https://dxdy.ru/topic160312-45.html ваша степень безграмотности просто зашкалила.
Ваша квалификация, голубчик, что в физике, что в математике -- это уровень студента-троечника первого курса. Коротко говоря, вы просто неуч, и никакие ужимки не позволят вам скрыть сей очевидный факт.

[realeugene]

drzewo
Мне есть что вам сказать, но я лучше не буду. Жалоба на вас отправлена модераторам.

[Ende]

drzewo в сообщении #1687853 писал(а):

Ваша квалификация, голубчик, что в физике, что в математике -- это уровень студента-троечника первого курса. Коротко говоря, вы просто неуч, и никакие ужимки не позволят вам скрыть сей очевидный факт.

Уважаемый drzewo. Поясню, как ситуация выглядит с моей стороны:

- в теме обсуждается школьная задача по физике и корректность ее постановки;

- Вы приходите в тему с непонятной фразой про 15 молекул в газе. То ли просто пошутить хотели, то ли намекнуть на что-то - я не понял. Однако раздел "Помогите решить/разобраться" - неподходящее место ни для шуток, ни для изъяснений туманными намеками. Если считаете, что кто-то из участников темы не прав - так и говорите.

- уважаемый realeugene обвиняет Вас в троллинге. Не думаю, что это обвинение справедливо. Как я понимаю троллинг в своей модераторской практике, троллить - значит с невинным видом умышленно провоцировать собеседника на негативные эмоции. Я не думаю, что в данном случае имел место именно троллинг. Но что имело место и зачем - я, повторюсь, не понял.

- в ответ Вы обвиняете уважаемого realeugene в недостатке знаний и обзываете неучем. При этом приводите примеры, не имеющие отношения к данной конкретной теме.

Уважаемый drzewo, независимо от реальной квалификации уважаемого realeugene, я считаю Ваши действия в данной теме неконструктивными и вынужден вынести Вам предупреждение за личные выпады.

(Оффтоп)

Ну что за жизнь, в самом деле. Когда о политике ругаются - это я хотя бы понимаю. Глобальное потепление или гендерный вопрос волнует людей - это тоже понятно. Но почему даже газ под поршнем нельзя обсудить без вмешательства модератора?

[EUgeneUS]

Mihr в сообщении #1687829 писал(а):

Имхо, отнюдь не малая часть школьных задач по физике окажется мутной, если начать всерьёз уточнять условия этих задач.

Условие этой задачи мутное по той причине, что не указано - находится ли поршень в равновесии в начальный момент времени.

А именно:

ESN в сообщении #1687810 писал(а):

Концентрация молекул газов одинакова. Определите отношение средней кинетической энергии теплового движения молекул аргона к средней кинетической энергии теплового движения молекул неона, когда поршень находится в равновесии.

1. В какой момент времени "концентрация молекул газов одинакова"? Хорошо, как-то можно догадаться, что в начальный.
2. Но дальше "... когда поршень находится в равновесии". "Когда" - это когда? Он находился в равновесии изначально? Или изначально он не был в равновесии, а только потом его достиг?

Формулировка вида - "Определите отношение средней кинетической энергии теплового движения молекул аргона к средней кинетической энергии теплового движения молекул неона, если поршень находится в равновесии" - сняла бы все неопределенности, но почему-то она другая.
Возможно, условия подверглись бездумному бездушному машинному переводу.

[drzewo]

(Оффтоп)

EUgeneUS в сообщении #1687878 писал(а):

Условие этой задачи мутное по той причине, что не указано - находится ли поршень в равновесии в начальный момент времени.

Воображаю, что это будет за задача в динамической постановке. С ударными волнами и всеми прочими радостями.

[EUgeneUS]

drzewo

(Оффтоп)

drzewo в сообщении #1687879 писал(а):

С ударными волнами и всеми прочими радостями.

Задача сводится к школьной либо явным указанием, что все процессы считать обратимыми, либо неявным подразумеванием оного.

[drzewo]

(Оффтоп)

EUgeneUS в сообщении #1687882 писал(а):

Задача сводится к школьной либо явным указанием, что все процессы считать обратимыми, либо неявным подразумеванием оного.

А Вы не могли бы это с формулами продемонстрировать, как поршень начал двигаться из положения покоя и какие "школьные" решения будут иметь уравнения движения газа впереди поршня

[wrest]

Я вот тоже условия не сразу понял. Сначала подумал, что концентрация была одинаковая сперва, а потом поршень отпустили и он где-то остановился (но что с этим делать не понял). Затем недопонял что за кинетическая энергия молекул имеется в виду -- поступательного движения или полная включая вращательную. Для одноатомных газов без разницы, но задача-то как бы типовая, пытался представить какие там могут быть её варианты. Искал подвох (не зря же тему создали в ПРР), а его нет...

[EUgeneUS]

drzewo

(Оффтоп)

drzewo в сообщении #1687889 писал(а):

А Вы не могли бы это с формулами продемонстрировать, как поршень начал двигаться из положения покоя и какие "школьные" решения будут иметь уравнения движения газа впереди поршня

1. В том и вопрос: был ли поршень в состоянии покоя в начальный момент времени, или не был, из приведенной формулировки условий точно неясно. Если заменить предлог, как писал выше, то неоднозначность пропадает.

2. Подразумевая газовые процессы обратимыми, нам не нужно уравнение движения газа, нам нужно уравнение состояние газа, и факт, что в любой момент состояние газа описывается марко-параметрами ($P, V, T$).

Как бы могло выглядеть решение, если поршень в начальный момент времени не находится в состоянии равновесия.
1. Из закона сохранения энергии, учитывая, что
а) теплообмена между внешней средой и газом, и между двумя объемами газа нет.
б) поршень гладкий - потерь на трение нет
в) внешней работы над системой не совершается

$$\Delta U = \Delta U_1 + \Delta U_2 = 0$$

2. В условии равновесия $P_{fin(1)} = P__{fin(2)}$

3. Известно выражение для внутренней энергии идеального газа и уравнение состояния.

4. Тогда, если известно состояние газа в обеих частях цилиндра ($P_{in (1,2)}, V_{in(1,2)}, T_{in(1,2)}$) в начальный момент времени, легко находится состояние газа после остановки поршня в обеих частях цилиндра

[drzewo]

EUgeneUS в сообщении #1687896 писал(а):

Как бы могло выглядеть решение, если поршень в начальный момент времени не находится в состоянии равновесия.

Не понимаю, как можно решать данную задачу не используя уравнений газовой динамики.

[EUgeneUS]

drzewo в сообщении #1687897 писал(а):

Не понимаю, как можно решать данную задачу в динамической постановке не используя уравнений газовой динамики.

Точно так же, как мы можем рассматривать цикл Карно, не используя уравнений газовой динамики.

[drzewo]

EUgeneUS в сообщении #1687898 писал(а):

Точно так же, как мы можем рассматривать цикл Карно, не используя уравнений газовой динамики.

Я туплю наверное, но вот у нас в начальный момент времени по одну сторону от поршня одно давление, а по другую другое. Теперь мы поршень отпускаем. Вам, что закон движения поршня не нужен, а если нужен то как Вы его будете вычислять?

-- 28.05.2025, 20:45 --

или если даже закон движения поршня задан, Вам поле скоростей в газе не нужно? плотность не нужна?

[EUgeneUS]

drzewo в сообщении #1687899 писал(а):

Вам, что закон движения поршня не нужен, а если нужен то как Вы его будете вычислять?

Не нужен. Нас же интересует только конечное состояние, когда поршень будет в покое.

Есть только один скользкий вопрос: при условии, что нет обмена энергией с внешней средой (в том числе потерь на трение поршня), и нет теплообмена между двумя объемами газа, достигнет ли поршень состояния покоя или будет колбаситься вечно?

-- 28.05.2025, 20:24 --

EUgeneUS в сообщении #1687900 писал(а):

достигнет ли поршень состояния покоя или будет колбаситься вечно?

Если процессы равновесные, то поршень не достигнет состояния покоя (будет колебаться вечно).
В случае неравновесных процессов - может достигнуть.

[amon]

EUgeneUS в сообщении #1687900 писал(а):

и нет теплообмена между двумя объемами газа, достигнет ли поршень состояния покоя или будет колбаситься вечно?

Как только кто-то заговорил о температуре газа, сразу молчаливо предполагается, что в газе есть какое-то "внутреннее трение", поэтому макроскопические скорости частей газа относительно друг друга в равновесии - ноль. Вечно колбасящийся поршень в термодинамическом равновесии невозможен, поскольку энтропия макроскопически неподвижного газа при той же энергии выше.

[EUgeneUS]

amon в сообщении #1687929 писал(а):

поскольку энтропия макроскопически неподвижного газа при той же энергии выше.

Это верно.
Но равновесное (обратимое) адиабатическое расширение\сжатие - изоэнтропийный процесс. Не растёт при таком процессе энтропия.

-- 29.05.2025, 06:22 --

И еще по условиям. Болд мой.

ESN в сообщении #1687810 писал(а):

Цилиндрический сосуд разделен легким подвижным теплоизолирующим поршнем на две части.

Что значит "лёгким"? Это означает, что отношение массы поршня к какой-то другой массе меньше (много меньше) единицы.
К какой массе?
а) к массе газа. Это приведет к тому, что процессы расширения\сжатия будут неравновесными. Но зачем это всё в зоопарке в стационарном случае, если поршень изначально покоится?
б) к массе молекулы газа. Поршень перестаёт быть макроскопическим объектом. И, действительно, возникает вопрос - а может ли настолько лёгкий поршень быть теплоизолирующим?

Других масс в задаче нет.