При выстреле из пушки сгорание пороха в снарядной гильзе приводит к образованию 100 моль порохового газа с температурой 2000 °К. В момент вылета снаряда из ствола пушки температура газа падает до 1169 °К. Считать, что процесс адиабатный и выстрел произведен в горизонтальном направлении. Определить скорость снаряда в момент вылета, если его масса 3 кг.
Кинетическая энергия снаряда:
где - соответственно кинетическая энергия снаряда , равная изменению энергии пороховых газов, масса снаряда, скорость снаряда.
Поскольку в однородном идеальном газе, находящемся при абсолютной температуре , энергия молекулы, приходящаяся на каждую поступательную степень свободы молекулы, равна, как следует из распределения Максвелла, .
Тогда
м/с
Кинетическая энергия снаряда:
где - соответственно кинетическая энергия снаряда , равная изменению энергии пороховых газов, масса снаряда, скорость снаряда.
Поскольку в однородном идеальном газе, находящемся при абсолютной температуре , энергия молекулы, приходящаяся на каждую поступательную степень свободы молекулы, равна, как следует из распределения Максвелла, .
В одном моле число молекул равно числу Авогадро:
Тогда
м/с
Ответ: скорость снаряда 480 м/с