ВУЗ. Через какое время взорвётся сосуд? (22.02.2011)

Сосуд находится под солнечными лучами. Определить время взрыва, если он произойдёт при разнице давления в 150 атмосфер. Мощность солнечных лучей принять равной I = 700 Ватт/м2. Эффективная площадь сосуда 50 см2. Начальное давление в сосуде 7. V = 0,242 л. Теплоёмкостью сосуда и отводом тепла от него пренебречь.

Олимпиада физтеха, 2009 г.

Комментарии

Начальное давление в сосуде измеряется в атмосферах?
Точно так, 7 атмосфер.
Задача сводится к нахождению работы, совершенной газом при получении тепла.
Надо найти время взрыва или время, через которое произойдет взрыв?
Да, время, на протяжении которого сосуд будет нагреваться до взрыва.
На мой взгляд, не хватает условия задачи, какой газ находится в сосуде. Уточните, пожалуйста.

I = 700 Ватт/м2. Мощность измеряется в Ваттах.

Возможно, это интенсивность, но она должна измеряться в Ватт / (м2 • с). Или это интенсивность теплового излучения?

Неясно какой это газ: одноатомный, двухатомный и так далее. Это в условии нужно уточнить, иначе задача нерешаема.

Если требуется найти время до взрыва, то, по-моему, тут все просто.

1) Зная мощность, приходящуюся на единицу площади и полезную площадь, определяем мощность потребляемой газом энергии.
2) Записываем два уравнения Менделеева-Клапейрона: для начального состояния и момента взрыва.
3) Вычитая из второго уравнения первое, находим изменение внутренней энергии газа (придется принять газ одноатомным).
4) Записываем основное уравнение термодинамики для изохорического процесса, из которого находим переданное за искомое время количество теплоты.
5) Зная потребляемую мощность и количество теплоты, определяем время.

У меня получилось 24.7 мин. Непонятно только, почему эта задача для ВУЗа и почему она олимпиадная.

Олимпиада физтеха для абитуриентов.
Надоело разбираться?