В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ при изобарном его нагревании поршень
В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ обьемом 2.
0 л при температуре 299 К.
Найдите работу рассширения газа нагревании его на 100К.
Масса поршня 10кг, его площадь 50см ^ 2, атмосферное давление нормальное.
A = P * (V2 - V1) = P * ((T2 * V1) / T1 - V1) = P * V * (ΔT / T1) = 101 325 * 0, 002 * (100 / 299) = 67, 7 Дж.
В теплоизолированном цилиндре с поршнем при температуре 20 находится 0, 3 кг азота?
В теплоизолированном цилиндре с поршнем при температуре 20 находится 0, 3 кг азота.
После освобрждения поршня газ расширился и совершил работу 6705 дж.
Найти изменение внутренней энергии газа и его температуру в конце процесса.
Газ находится в цилиндре под поршнем при нормальных условиях?
Газ находится в цилиндре под поршнем при нормальных условиях.
Во сколько раз изменится концентрация молекул газа при увеличении температуры газа до t = 100°C при прежнем давлении?
В вертикально расположенном цилиндре под поршнем массой 1 кг находится воздух ?
В вертикально расположенном цилиндре под поршнем массой 1 кг находится воздух .
На поршне лежит груз.
Когда груз с поршня убрали, объём воздуха под поршнем увеличился в два раза , а абсолютная температура уменьшилась в 1, 5 раза.
Определите массу груза.
Атмосферное давление 0, 1 Мпа.
Площадь сечения цилиндра 1см2 .
В двух цилиндрах под подвижным поршнем находятся водород и кислород?
В двух цилиндрах под подвижным поршнем находятся водород и кислород.
Сравнить работы, которые совершают эти газы при изобарном нагревании, если их массы, а также начальные и конечные температуры равны.
3. В цилиндре под поршнем при температуре 300 К и давлении 8х105 Па находится 15х10 - 3 м3 воздуха?
3. В цилиндре под поршнем при температуре 300 К и давлении 8х105 Па находится 15х10 - 3 м3 воздуха.
Какую работу производит газ при изобарическом нагревании на 100 К?
В цилиндре под поршнем находится идеальный газ.
Давление газа 10 кПа.
При постоянном объёме температуру газа уменьшили в 2 раза.
Определите давление газа в конечном состоянии.
Вертикальный цилиндр закрыт горизонтально расположенным поршнем массой 1 кг и площадью 0, 02 м2, который может свободно перемещаться?
Вертикальный цилиндр закрыт горизонтально расположенным поршнем массой 1 кг и площадью 0, 02 м2, который может свободно перемещаться.
Под поршнем находится 0, 1 моль идеального одноатомного газа при некоторой температуре T0.
Над поршнем находится воздух при нормальном атмосферном давлении.
Сначала от газа отняли количество теплоты 100 Дж.
Потом закрепили поршень и нагрели газ до начальной температуры T0.
При этом давление газа под поршнем стало в 1, 2 раза больше атмосферного.
Чему равна температура T0?
С понятными пояснениями.
В цилиндре с площадью основания 1 дм2 под поршнем находится газ?
В цилиндре с площадью основания 1 дм2 под поршнем находится газ.
При изобарном нагревании поршень переместился на 20 см.
Какую работу совершил газ, если наружное давление равно 100 кПа.
В цилиндре под поршнем находится аргон?
В цилиндре под поршнем находится аргон.
Газ расширился при постоянном давлении, совершив работу 6 кДж.
Какое количество теплоты сообщили газу.
В цилиндре под поршнем находится идеальный газ определенной массы, давление которого р1 = 101 кПа?
В цилиндре под поршнем находится идеальный газ определенной массы, давление которого р1 = 101 кПа.
На поршень цилиндра положили груз массы м = 8.
Определите, во сколько раз следует увеличить значение абсолютной температуры газа, чтобы объем, занимаемый газом, не изменился, если площадь поверхности поршня S - 30 см².
На этой странице сайта, в категории Физика размещен ответ на вопрос В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ обьемом 2?. По уровню сложности вопрос рассчитан на учащихся студенческий. Чтобы получить дополнительную информацию по интересующей теме, воспользуйтесь автоматическим поиском в этой же категории, чтобы ознакомиться с ответами на похожие вопросы. В верхней части страницы расположена кнопка, с помощью которой можно сформулировать новый вопрос, который наиболее полно отвечает критериям поиска. Удобный интерфейс позволяет обсудить интересующую тему с посетителями в комментариях.
В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем массой m = 5, 0 кг, находится одноатомный газ.
При изобарном нагревании газа поршень приобретает скорость v = 2, 8 м / с.
Определить количество теплоты, сообщенной газу.
Теплоемко - стью сосуда и поршня, а также трением и атмосферным давлением пренебречь.
P = constQ = (I + 2) * p * ΔV / 2 = (5 / 2) * AA = m * v² / 2Q = 5 * m * v² / 4 = 5 * 5 * 2.
В стеклянном сосуде под поршнем находится газ?
В стеклянном сосуде под поршнем находится газ.
Как, не меняя плотности этого газа, увеличить его давление?
Как решить задачу : В вертикальном цилиндрическом сосуде под поршнем массой m = 10 кг и площадью сечения S = 20 (см в квадрате) находится идеальный одноатомный газ?
Как решить задачу : В вертикальном цилиндрическом сосуде под поршнем массой m = 10 кг и площадью сечения S = 20 (см в квадрате) находится идеальный одноатомный газ.
Первоначально поршень находился на высоте h = 20 см, а после нагревания газа поднялся на высоту H = 25 см.
Какое количество теплоты сообщили газу в процессе нагревания?
Атмосферное давление 10 в пятой степени Па.
В сосуде под поршнем находится газ?
В сосуде под поршнем находится газ.
Немного опустив поршень, газ сжали.
Как изменилась его плотность и давление?
В откачанном пространстве вертикально стоит цилиндрический сосуд, перекрытый сверху подвижным поршнем массыМ?
В откачанном пространстве вертикально стоит цилиндрический сосуд, перекрытый сверху подвижным поршнем массыМ.
Под поршнем находится одноатомный газ при температуре Ти давлении Р.
Внутреннее сечение цилиндра S, высота той части сосуда, в которой находится газ, Н.
Поршень отпустили, он начал двигаться.
Чему равна максимальная скорость, развиваемая поршнем, если газ сжимается адиабатически?
В сосуде под поршнем находится газ?
В сосуде под поршнем находится газ.
Поршень переместили так, что объём газа уменьшился в 3 раза.
Как при этом изменилась плотность газа?
В открытом вертикальном цилиндрическом сосуде Sпоп сеч = 0, 001 кв м под поршнем М = 15кг находится m = 0, 01 кг неона?
В открытом вертикальном цилиндрическом сосуде Sпоп сеч = 0, 001 кв м под поршнем М = 15кг находится m = 0, 01 кг неона.
Определить, какое количество теплоты нужно, чтобы нагреть газ на дельтаТ = 20К.
На сколько при этом поднимется поршень?
Мол масса неона = 0, 02 кг \ моль, атмосферное давление 10в5 Па.
Теплоемкостью сосуда и трением поршня пренебречь.
В стеклянном сосуде под поршнем находится газ?
В стеклянном сосуде под поршнем находится газ.
Как, не меняя плотности этого газа, увеличить его давление?
В теплоизолированном цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ?
В теплоизолированном цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ.
Поршень может перемещаться в сосуде без трения.
На дне сосуда лежит стальной шарик.
Газ сжали, быстро переместив поршень вниз.
Как изменились при этом, температура газа, его давление и действующая на шарик архимедова сила?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения : 1) увеличилось 2) уменьшилось 3) не изменилось.
Закрытый цилиндрический сосуд высотой H разделен на две равные части невесомым поршнем, скользящим без трения?
Закрытый цилиндрический сосуд высотой H разделен на две равные части невесомым поршнем, скользящим без трения.
При застопоренном поршне обе половинки заполнены газом, причем, в одной из них давление в N раз больше чем в другой.
На сколько передвинется поршень, если снять стопор.
Идеальный одноатомный газ в количестве ν = 0, 09 моль находится в равновесии в вертикальном цилиндре под поршнем массой 5 кг?
Идеальный одноатомный газ в количестве ν = 0, 09 моль находится в равновесии в вертикальном цилиндре под поршнем массой 5 кг.
Трение между поршнем и стенками цилиндра отсутствует.
Внешнее атмосферное давление равно p = 100 кПа.
В результате нагревания газа поршень поднялся на высоту Δh = 4 см, а температура газа поднялась на ΔT = 16 К.
Чему равна площадь поршня?
На этой странице сайта, в категории Физика размещен ответ на вопрос Задача по физике?. По уровню сложности вопрос рассчитан на учащихся 10 - 11 классов. Чтобы получить дополнительную информацию по интересующей теме, воспользуйтесь автоматическим поиском в этой же категории, чтобы ознакомиться с ответами на похожие вопросы. В верхней части страницы расположена кнопка, с помощью которой можно сформулировать новый вопрос, который наиболее полно отвечает критериям поиска. Удобный интерфейс позволяет обсудить интересующую тему с посетителями в комментариях.
В вертикально расположенном цилиндре под тяжёлым поршнем находится m = 14 гm = 14 г азота.
Какое количество теплоты получает газ при его нагревании от t1 = 25∘Ct1 = 25∘C до t2 = 225∘Ct2 = 225∘C?
Ответ выразить в кДжкДж, округлив до десятых.
Молярная масса азота μ = 28 г / мольμ = 28 г / моль, универсальная газовая постоянная R = 8, 31 Дж / (моль⋅К)R = 8, 31 Дж / (моль⋅К).
Количество теплоты равно 2, 9 кДж.
5. В цилиндре под поршнем находится газ массой m = 20 г?
5. В цилиндре под поршнем находится газ массой m = 20 г.
Для повышения температуры газа на T = 10 К необходимо следующее количество теплоты : Q1 = 130 Дж при закрепленном поршне или Q2 = 182 Дж при незакрепленным поршне.
Определите молярную массу газа (M).
При изобарном нагревании на 159 К газом, масса которого 3, 47кг, была совершена работа 144кДж?
При изобарном нагревании на 159 К газом, масса которого 3, 47кг, была совершена работа 144кДж.
Найти молярную массу газа.
Универсальная газовая постоянная R = 8, 31 Дж / моль * К.
Давление азота, находящегося в сосуде объемом 3 л, после нагревания возросло на 2, 2 МПа?
Давление азота, находящегося в сосуде объемом 3 л, после нагревания возросло на 2, 2 МПа.
Определите количество теплоты, сообщенной газу.
Удельная теплоемкость азота при постоянном объеме 745 Дж / (кг * К), его молярная масса 0, 028 кг / моль.
Найдите подведенное количество теплоты.
В вертикально расположенном цилиндре под тяжёлым поршнем находится m = 14 г азота?
В вертикально расположенном цилиндре под тяжёлым поршнем находится m = 14 г азота.
Какое количество теплоты получает газ при его нагревании от t1 = 25∘ до t2 = 225∘C?
Ответ выразить в кДж, округлив до десятых.
Молярная масса азота μ = 28 г / моль, универсальная газовая постоянная R = 8, 31 Дж / (моль⋅К).
Идеальный одноатомный газ в количестве 0, 09 моль находится в равновесии в вертикальном цилиндре под поршнем массой 5 кг и площадью 25 кв?
Идеальный одноатомный газ в количестве 0, 09 моль находится в равновесии в вертикальном цилиндре под поршнем массой 5 кг и площадью 25 кв.
См. Трение между поршнем и стенками цилиндра отсутствует.
Внешнее атмосферное давление 10 ^ 5 Па.
В результате нагревания газа поршень поднялся на высоту 4 см.
На сколько увеличилась температура газа?
Ответ в кельвинах округлить до целых.
Одинаковое ли количество теплоты необходимо для нагревания газа до одной и тойже температуры если он находится в цилиндре под подвижным поршнем или если поршень может перемищаться ?
Одинаковое ли количество теплоты необходимо для нагревания газа до одной и тойже температуры если он находится в цилиндре под подвижным поршнем или если поршень может перемищаться ?
В сосуде под давлением 3, 4 атм находится газ при температуре 37∘C?
В сосуде под давлением 3, 4 атм находится газ при температуре 37∘C.
Чему равна его плотность, если молярная масса газа составляет 28 г / моль?
Ответ выразить в кг / м3, округлив до десятых.
Значение универсальной газовой постоянной принять равным 8, 3 Дж / К∙моль.
Газ считать идеальным.
Какое количество теплоты Q нужно сообщить гелию массой m = 4г, чтобы нагреть его при постоянном давлении дельтаT = 10К?
Какое количество теплоты Q нужно сообщить гелию массой m = 4г, чтобы нагреть его при постоянном давлении дельтаT = 10К?
Молярная масса гелия M = 4 г / моль.
Универсальная газовая постоянная R = 8.
В вертикально расположенном цилиндре под тяжёлым поршнем находится m = 14 г азота?
В вертикально расположенном цилиндре под тяжёлым поршнем находится m = 14 г азота.
Какое количество теплоты получает газ при его нагревании от t1 = 25∘ до t2 = 225∘C?
Ответ выразить в кДж, округлив до десятых.
Молярная масса азота μ = 28 г / моль, универсальная газовая постоянная R = 8, 31 Дж / (моль⋅К).
Какую температуру имеют 2г азота, занимающего объем 820 см3 при давлении в 200 кПа?
Какую температуру имеют 2г азота, занимающего объем 820 см3 при давлении в 200 кПа?
Молярная масса азота 28×10 - 3 кг / моль, универсальная газовая постоянная 8, 31 Дж / моль×К.
В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ при изобарном его нагревании поршень
Задание 27. В вертикальном цилиндре с гладкими стенками под массивным металлическим поршнем находится идеальный газ. В первоначальном состоянии 1 поршень опирается на жёсткие выступы на внутренней стороне стенок цилиндра (рис. 1), а газ занимает объём V0 и находится под давлением р0, равным внешнему атмосферному. Его температура в этом состоянии равна Т0. Газ медленно нагревают, и он переходит из состояния 1 в состояние 2, в котором давление газа равно 2р0, а его объём равен 2V0 (рис. 2). Количество вещества газа при этом не меняется. Постройте график зависимости давления газа от его температуры при переходе из состояния 1 в состояние 2. Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения.
Определим температуру Т2 конечного состояния газа. Запишем уравнение Клапейрона — Менделеева для газа в состояниях 1 и 2:
Покажем силы, приложенные к поршню, когда он уже не опирается на выступы на стенках цилиндра. Сила тяжести mg и сила давления на поршень со стороны атмосферы постоянны. Поскольку поршень перемещается медленно, сумму приложенных к нему сил считаем равной нулю. Отсюда следует, что сила давления на поршень со стороны газа тоже постоянна. Значит, её модуль равен (S — площадь горизонтального сечения поршня) при любом положении поршня выше первоначального.
Таким образом, при процесс нагревания газа изобарный (). Определим температуру начала этого процесса :
На отрезке температур процесс нагревания газа изохорный (). давление газа увеличивается от до прямо пропорционально его температуре: .
Ответ: а) при давление газа;
б) при процесс нагревания газа изобарный: . График, изображающий зависимости из п. а) и б), представляет собой ломаную линию.
В вертикально расположенном цилиндре под тяжёлым поршнем находится m=14 г азота. Какое количество теплоты получает газ
Согласно 1 закону термодинамики: Q = ΔU + A. Так как газ не совершает работу A = 0, то все количество теплоты Q идет на увеличение внутренней энергии газа ΔU.
Изменение внутренней энергии одноатомного газа ΔU определяется формулой: ΔU = 3 *m *R *ΔТ/2 *μ.
Q = 3 *0,014 кг *8,31 Дж/(моль *К) *(498 "К - 298 "К)/2 *0,028 кг/моль = 1246,5 Дж = 1,3 кДж.
Ответ: газ получил Q = 1,3 кДж тепловой энергии.
При решении задач термодинамики на расчёт количества теплоты необходимо учитывать, что:
- при изменении агрегатного состояния вещества не происходит изменения температуры и в этом случае для расчёта количества тепла используются особые формулы (при температурах плавления или парообразования);
- в справочниках берутся значения констант и индивидуальных характеристик вещества – его удельная теплоёмкость, удельная теплота плавления, удельная теплота парообразования и другие;
- иногда для расчёта количества теплоты используют первый закон термодинамики.
Анализ условия задачи
Из условия задачи известно, что в вертикально расположенном цилиндре под тяжёлым поршнем находится газ азот, массой m = 14 г = 0,014 кг, который нагревали от t₁ = 25°С до t₂ = 225°С. Значит, произошло изменение температуры газа на:
Δt = 200°С; ΔТ = Δt;
Справочные данные: молярная масса азота μ = 28 г/моль = 0,028 кг/моль, универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль ∙ К). Необходимо определить, какое количество теплоты получает газ при его нагревании.
Использование закона термодинамики
В соответствии с первым законом термодинамики изменение внутренней энергии ΔU системы происходит за счёт теплопередачи Q или совершения работы А (работа внешних сил): ΔU = Q + А. Так как А = 0 Дж, то Q = ΔU.
С другой стороны изменение внутренней энергии определяется по формуле: ΔU = 1,5 ∙ ν ∙ R ∙ ΔТ, где ν – число молей взятого вещества, которое определяется как отношение: ν = m/μ, тогда:
Q = 1,5 ∙ m ∙ R ∙ ΔТ/μ.
Подставим значения физических величин в расчётную формулу и найдём количество теплоты, которое получает газ при его нагревании:
Физика
Для идеального газа, находящегося в сосуде под поршнем , необходимо учитывать следующее:
- масса газа, находящегося в сосуде под поршнем, вследствие изменения термодинамических параметров газа не изменяется:
- постоянным остается также количество вещества (газа):
- плотность газа и концентрация его молекул (атомов) изменяются:
ρ ≠ const, n ≠ const.
Пусть изменение состояния идеального газа, находящегося в цилиндрическом сосуде под поршнем, вызвано действием на поршень внешней силы F → (рис. 5.9).
Начальное и конечное состояния газа в сосуде под поршнем описываются следующими уравнениями:
p 1 V 1 = ν R T 1 , p 2 V 2 = ν R T 2 , >
где p 1 , V 1 , T 1 — давление, объем и температура газа в начальном состоянии; p 2 , V 2 , T 2 — давление, объем и температура газа в конечном состоянии; ν — количество вещества (газа); R — универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж/(моль ⋅ К).
Условия равновесия поршня, закрывающего идеальный газ в сосуде (см. рис. 5.9), в начале процесса и в конце процесса выглядят следующим образом:
M g + F A = F 1 , M g + F A + F = F 2 , >
где M — масса поршня; g — модуль ускорения свободного падения; F A — модуль силы атмосферного давления, F A = p A S ; p A — атмосферное давление; S — площадь сечения поршня; F 1 — модуль силы давления газа на поршень в начале процесса, F 1 = p 1 S ; p 1 — давление газа в сосуде в начальном состоянии; F — модуль силы, вызывающей сжатие газа; F 2 — модуль силы давления газа на поршень в конце процесса, F 2 = p 2 S ; p 2 — давление газа в сосуде в конечном состоянии.
Температура идеального газа, находящегося в сосуде под поршнем, может как изменяться, так и оставаться неизменной:
- если процесс движения поршня происходит достаточно быстро, то температура газа изменяется —
- если процесс происходит медленно, то температура газа остается постоянной –
Давление идеального газа, находящегося в сосуде под поршнем, также может изменяться или оставаться неизменным:
- если в задаче сказано, что поршень является легкоподвижным, то давление газа под поршнем — неизменно (в том случае, когда из условия задачи не следует обратное) — p = const;
- в остальных случаях давление газа под поршнем изменяется — p ≠ const.
Масса поршня , закрывающего газ в сосуде, либо равна нулю, либо имеет отличное от нуля значение:
- если в задаче сказано, что поршень является легким или невесомым, то масса поршня считается равной нулю —
- в остальных случаях поршень обладает определенной ненулевой массой —
Пример 19. В вертикальном цилиндре под легкоподвижным поршнем сечением 250 мм 2 и массой 1,80 кг находится 360 см 3 газа. Атмосферное давление равно 100 кПа. На поршень поставили гири, и он сжал газ до объема 240 см 3 . Температура газа при его сжатии не изменяется. Определить массу гирь.
Решение . На рисунке показаны силы, действующие на поршень:
- сила тяжести поршня M g → ;
- сила атмосферного давления F → A ;
- сила давления газа F → 1 , действующая со стороны газа (до его сжатия);
- сила давления газа F → 2 , действующая со стороны газа (после его сжатия);
- m g → — вес гирь.
Условие равновесия поршня запишем в следующем виде:
где F 1 — модуль силы давления газа, F 1 = p 1 S ; p 1 — давление газа до сжатия; S — площадь поршня; Mg — модуль силы тяжести поршня; M — масса поршня; F A — модуль силы атмосферного давления, F A = p A S ; p A — атмосферное давление; g — модуль ускорения свободного падения;
F 2 = Mg + F A + mg ,
где F 2 — модуль силы давления газа, F 2 = p 2 S ; p 2 — давление газа после сжатия; mg — вес гирь; m — масса гирь.
Считая процесс сжатия газа изотермическим, запишем уравнение Менделеева — Клапейрона для газа под поршнем следующим образом:
где V 1 — первоначальный объем газа под поршнем; ν — количество газа под поршнем; R — универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж/(моль ⋅ К); T — температура газа (не изменяется в ходе процесса);
где V 2 — объем сжатого поршнем газа.
p 1 V 1 = p 2 V 2
и два условия равновесия, записанные в явном виде, образуют полную систему уравнений:
p 1 S = M g + p A S , p 2 S = M g + p A S + m g , p 1 V 1 = p 2 V 2 , >
которую требуется решить относительно массы гирь m .
Для этого выразим отношение давлений p 2 / p 1 из первой пары уравнений:
p 2 p 1 = M g + p A S + m g M g + p A S
и из третьего уравнения:
p 2 p 1 = V 1 V 2 ,
запишем равенство правых частей полученных отношений:
M g + p A S + m g M g + p A S = V 1 V 2 .
Отсюда следует, что искомая масса определяется формулой
m = ( M + p A S g ) ( V 1 V 2 − 1 ) .
Вычисление дает результат:
m = ( 1,80 + 100 ⋅ 10 3 ⋅ 250 ⋅ 10 − 6 10 ) ( 360 ⋅ 10 − 6 240 ⋅ 10 − 6 − 1 ) = 2,15 кг.
Указанное сжатие газа вызвано гирями массой 2,15 кг.
Пример 20. Открытый цилиндрический сосуд сечением 10 см 2 плотно прикрывают пластиной массой 1,2 кг. Атмосферное давление составляет 100 кПа, а температура окружающего воздуха равна 300 К. На сколько градусов нужно нагреть воздух в сосуде, чтобы он приподнял пластину?
Решение . На рисунке показаны силы, действующие на пластину после нагревания газа:
- сила тяжести пластины M g → ;
- сила атмосферного давления F → A ;
- сила давления газа F → 2 , действующая на пластину со стороны нагретого газа.
Пластина находится в состоянии неустойчивого равновесия; условие равновесия пластины выглядит следующим образом:
где F 2 — модуль силы давления нагретого газа, F 2 = p 2 S ; p 2 — давление нагретого газа; S — площадь сечения сосуда; Mg — модуль силы тяжести пластины; M — масса пластины; g — модуль ускорения свободного падения; F A — модуль силы атмосферного давления, F A = p A S ; p A — атмосферное давление.
Запишем уравнение Менделеева — Клапейрона следующим образом:
где p 1 — давление газа в сосуде до нагревания (совпадает с атмосферным давлением), p 1 = p A ; V — объем газа в сосуде; ν — количество вещества (газа) в сосуде; R — универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж/(моль ⋅ К); T 1 — температура газа в сосуде до нагревания (совпадает с температурой окружающей среды);
где p 2 — давление нагретого газа; T 2 — температура нагретого газа.
Два уравнения состояния газа (до и после нагревания) и условие равновесия пластины, записанные в явном виде, образуют полную систему уравнений:
p A V = ν R T 1 , p 2 V = ν R T 2 , p 2 S = M g + p A S ; >
систему необходимо решить относительно температуры T 2 , до которой следует нагреть газ.
Для этого делением первой пары уравнений
p A V p 2 V = ν R T 1 ν R T 2
получим выражение для давления нагретого газа:
p 2 = p A T 2 T 1
и подставим его в третье уравнение системы:
p A T 2 S T 1 = M g + p A S .
Преобразуем полученное выражение к виду
T 2 = T 1 ( M g + p A S ) p A S = T 1 ( M g p A S + 1 ) ,
а затем найдем разность
Δ T = T 2 − T 1 = M g T 1 p A S .
Δ T = 1,2 ⋅ 10 ⋅ 300 100 ⋅ 10 3 ⋅ 10 ⋅ 10 − 4 = 36 К = 36 °С.
Пример 21. В цилиндрическом сосуде поршень массой 75,0 кг и площадью сечения 50,0 см 2 начинает двигаться вверх. Давление газа под поршнем постоянно и равно 450 кПа, атмосферное давление составляет 100 кПа. Считая, что поршень движется без трения, определить модуль скорости поршня после прохождения им 3,75 м пути.
Решение . На рисунке показаны силы, действующие на поршень:
- сила тяжести поршня M g → ;
- сила атмосферного давления F → A ;
- сила давления газа F → , действующая на поршень со стороны нагретого газа.
Под действием указанных сил, направленных вверх, поршень движется с ускорением a → :
F → + F → A + M g → = m a → ,
или в проекции на вертикальную ось —
где F — модуль силы давления газа под поршнем, F = pS ; p — давление газа; S — площадь поршня; Mg — модуль силы тяжести поршня; M — масса поршня; g — модуль ускорения свободного падения; a — модуль ускорения поршня.
Преобразуем записанное уравнение, выразив модуль ускорения и выполнив подстановку выражений для модулей сил:
a = F − F A − M g M = ( p − p A ) S M − g .
Скорость поршня, его ускорение и пройденный путь связаны между собой соотношением
где l — пройденный путь; v — модуль скорости поршня.
Выразим отсюда модуль скорости поршня:
и подставим в записанную формулу выражение для модуля ускорения:
v = 2 l ( ( p − p A ) S M − g ) .
v = 2 ⋅ 3,75 ( ( 450 − 100 ) ⋅ 10 3 ⋅ 50 ⋅ 10 − 4 75,0 − 10 ) ≈ 10 м/с.
После прохождения 3,75 м пути поршень приобретет скорость, приблизительно равную 10 м/с.
В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем массой m = 5, 0 кг, находится одноатомный газ.
При изобарном нагревании газа поршень приобретает скорость v = 2, 8 м / с.
Определить количество теплоты, сообщенной газу.
Теплоемко - стью сосуда и поршня, а также трением и атмосферным давлением пренебречь.
P = constQ = (I + 2) * p * ΔV / 2 = (5 / 2) * AA = m * v² / 2Q = 5 * m * v² / 4 = 5 * 5 * 2.
В стеклянном сосуде под поршнем находится газ?
В стеклянном сосуде под поршнем находится газ.
Как, не меняя плотности этого газа, увеличить его давление?
Как решить задачу : В вертикальном цилиндрическом сосуде под поршнем массой m = 10 кг и площадью сечения S = 20 (см в квадрате) находится идеальный одноатомный газ?
Как решить задачу : В вертикальном цилиндрическом сосуде под поршнем массой m = 10 кг и площадью сечения S = 20 (см в квадрате) находится идеальный одноатомный газ.
Первоначально поршень находился на высоте h = 20 см, а после нагревания газа поднялся на высоту H = 25 см.
Какое количество теплоты сообщили газу в процессе нагревания?
Атмосферное давление 10 в пятой степени Па.
В сосуде под поршнем находится газ?
В сосуде под поршнем находится газ.
Немного опустив поршень, газ сжали.
Как изменилась его плотность и давление?
В откачанном пространстве вертикально стоит цилиндрический сосуд, перекрытый сверху подвижным поршнем массыМ?
В откачанном пространстве вертикально стоит цилиндрический сосуд, перекрытый сверху подвижным поршнем массыМ.
Под поршнем находится одноатомный газ при температуре Ти давлении Р.
Внутреннее сечение цилиндра S, высота той части сосуда, в которой находится газ, Н.
Поршень отпустили, он начал двигаться.
Чему равна максимальная скорость, развиваемая поршнем, если газ сжимается адиабатически?
В сосуде под поршнем находится газ?
В сосуде под поршнем находится газ.
Поршень переместили так, что объём газа уменьшился в 3 раза.
Как при этом изменилась плотность газа?
В открытом вертикальном цилиндрическом сосуде Sпоп сеч = 0, 001 кв м под поршнем М = 15кг находится m = 0, 01 кг неона?
В открытом вертикальном цилиндрическом сосуде Sпоп сеч = 0, 001 кв м под поршнем М = 15кг находится m = 0, 01 кг неона.
Определить, какое количество теплоты нужно, чтобы нагреть газ на дельтаТ = 20К.
На сколько при этом поднимется поршень?
Мол масса неона = 0, 02 кг \ моль, атмосферное давление 10в5 Па.
Теплоемкостью сосуда и трением поршня пренебречь.
В стеклянном сосуде под поршнем находится газ?
В стеклянном сосуде под поршнем находится газ.
Как, не меняя плотности этого газа, увеличить его давление?
В теплоизолированном цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ?
В теплоизолированном цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ.
Поршень может перемещаться в сосуде без трения.
На дне сосуда лежит стальной шарик.
Газ сжали, быстро переместив поршень вниз.
Как изменились при этом, температура газа, его давление и действующая на шарик архимедова сила?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения : 1) увеличилось 2) уменьшилось 3) не изменилось.
Закрытый цилиндрический сосуд высотой H разделен на две равные части невесомым поршнем, скользящим без трения?
Закрытый цилиндрический сосуд высотой H разделен на две равные части невесомым поршнем, скользящим без трения.
При застопоренном поршне обе половинки заполнены газом, причем, в одной из них давление в N раз больше чем в другой.
На сколько передвинется поршень, если снять стопор.
Идеальный одноатомный газ в количестве ν = 0, 09 моль находится в равновесии в вертикальном цилиндре под поршнем массой 5 кг?
Идеальный одноатомный газ в количестве ν = 0, 09 моль находится в равновесии в вертикальном цилиндре под поршнем массой 5 кг.
Трение между поршнем и стенками цилиндра отсутствует.
Внешнее атмосферное давление равно p = 100 кПа.
В результате нагревания газа поршень поднялся на высоту Δh = 4 см, а температура газа поднялась на ΔT = 16 К.
Чему равна площадь поршня?
На этой странице сайта, в категории Физика размещен ответ на вопрос Задача по физике?. По уровню сложности вопрос рассчитан на учащихся 10 - 11 классов. Чтобы получить дополнительную информацию по интересующей теме, воспользуйтесь автоматическим поиском в этой же категории, чтобы ознакомиться с ответами на похожие вопросы. В верхней части страницы расположена кнопка, с помощью которой можно сформулировать новый вопрос, который наиболее полно отвечает критериям поиска. Удобный интерфейс позволяет обсудить интересующую тему с посетителями в комментариях.
Читайте также: