Горизонтально расположенный закрытый с обеих сторон цилиндр разделен поршнем на 2 равные части. Поршень может свободно (без трения) перемещаться. В первоначальном состоянии в обеих частях цилиндра находилось по одному молю одноатомного идеального газа при одинаковой температуре Т0. Разделяющий поршень может проводить тепло, причем тепловой поток через него линейно зависит от разности температур его стенок: Одну часть цилиндра начинают нагревать, при этом газ получает тепло со скоростью q1, а через время τ с такой же скоростью начинают отбирать тепло от газа из другой части цилиндра. Определите коэффициент теплопроводности a, если известно, что в стационарном состоянии (при t > τ) отношение объемов разных частей цилиндра равно n = 2.
Решение. Применим первое начало термодинамики ко всей системе:
В обоих уравнениях T1 и T2 — установившиеся температуры газа в нагреваемой и охлаждающей частях цилиндра соответственно. Решая совместно уравнения на температуры находим T1 и T2
Используя уравнения состояния для обеих частей цилиндра в стационарном состоянии получаем
Подставляя значения для T1 и T2 находим коэффициент теплопроводности при n = 2:
Ответ:

