Zoznam úloh

5. Nechápavý Piškót

Kolo už skončilo. Môžeš si pozrieť vzorové riešenie.

Piškót na prednáške v škole nepochopil, prečo a ako funguje stavová rovnica. Jedného dňa sa teda rozhodol, že si vyrobí vlastnú stavovú rovnicu a rovno ju aj otestuje. Vybral sa do svojho obľúbeného obchodu s fyzikálnymi pomôckami, ale na jeho prekvapenie tam žiaden ideálny plyn nenašiel. Kúpil si teda veľkú nádobu v tvare kvádra s pohyblivou bočnou stenou a doma ju napustil kvapalinou s objemom $o$ a hustotou $m$.

Následne prišlo na tú tažšiu časť – zvoliť si stavové veličiny. Piškót si povedal, že to nebude zbytočne komplikovať, a tak si jednoducho vybral šírku nádoby $x$, teda vzdialenosť pohyblivej steny od protiľahlej, veľkosť sily $F$, ktorou kvapalina pôsobí na pohyblivú stenu a výšku hladiny $v$. Ostatné veličiny boli konštantné. Na základe týchto veličín Piškót zostrojil novú stavovú rovnicu $$ Fx = \frac{omg}{2}v. $$

Táto rovnica je analógiou stavovej rovnice pre ideálny plyn $pV = nRT$. Tu $F$ nahrádza tlak $p$, $x$ nahrádza objem $V$, $v$ nahrádza teplotu $T$ a $\frac{omg}{2}$ nahrádza konštantu $nR$. Bol Piškótov model naozaj správny? Správa sa rovnako ako ideálny plyn, len s inými veličinami? Svoje tvrdenie podložte čo najsilnejšími fyzikálnymi argumentami.

Bonus

Ak je Piškótov model vhodný, vymyslite ďalší model, ktorý sa dá použiť ako analógia ideálneho plynu. Pokiaľ vhodný nie je, vymyslite modifikáciu Piškótovho modelu, vďaka ktorej by sa stal vhodnou analógiou.

Pre odovzdávanie sa musíš prihlásiť.