Под действием постоянного вращающего момента М=20 Н*м первоначально покоившийся диск массой 5 кг и радиусом 20 см начал вращаться. Чему будет равны момент импульса и кинетическая энергия диска после того, как он сделает 100 полных оборотов?

Теплоемкость - характеристика сугубо дифференциальная (хохо), поэтому в задаче все приращения будут малыми

Пусть поршень находится в некоем равновесном состоянии (газ давит, пружина сжата), и мы сообщаем в систему некое малое (!) количество теплоты.

Согласно первому началу


С изменением внутренней энергии все будет просто, а вот работу хотелось бы пересчитать через изменение температуры. Для этого вспомним, что малая работа



И попробуем через уравнение состояния связать объем с температурой. Напомним, что давление газа



И по условию задачи l - это и деформация пружины, и длина части поршня, занимаемого газом, поэтому


Теперь



То, что молярная теплоемкость газа в такой системе равна 2R - достаточно известный факт. Мы его доказали, и выразили количество вещества газа через данные температуру давление и объем