- В цилиндре под поршнем находится газ. Масса поршня 0,6 кг
- Условие задачи:
- Решение задачи:
- Ответ: 0,2 кН.
- Задача С2. В цилиндре под поршнем находится газ. Масса поршня m, площадь его основания S. С какой силой надо давить на поршень, чтобы объем воздуха под ним уменьшился вдвое и при этом температура воздуха будет повышена на 60% ? Атмосферное давление нормальное. Трением пренебречь.
В цилиндре под поршнем находится газ. Масса поршня 0,6 кг
Условие задачи:
В цилиндре под поршнем находится газ. Масса поршня 0,6 кг, его площадь 20 см 2 . С какой силой надо действовать на поршень, чтобы объем газа в цилиндре уменьшился вдвое? Температура газа не изменяется, атмосферное давление нормальное.
Задача №4.3.26 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Решение задачи:
Силы, приложенные к поршню, изображены на рисунке. В начале сила давления газа на поршень уравновешена силой тяжести поршня и атмосферным давлением. В конце, когда объем газа уменьшится вдвое, давление газа возрастет, и возникшую дополнительную силу необходимо уравновесить внешней силой \(F\).
В этих двух случаях первый закон Ньютона записывается в таком виде:
Вычтем (2) из (1), тогда получим:
Теперь найдем взаимосвязь между начальным \(p_0\) и конечным \(p_1\) давлением. Известно, что температура газа не изменяется, т.е. имеем дело с изотермическим процессом, который описывается законом Бойля-Мариотта:
Поскольку объем газа в цилиндре уменьшиться вдвое, т.е. \(V_1=\frac \), то:
Конечное давление будет в два раза больше начального. Подставим это равенство вместо \(p_1\) в выражение (3). В итоге получим:
Если посмотреть теперь на выражение (1), то можно утверждать, что:
Подставим в эту формулу исходные данные в системе СИ:
Читайте также: Как узнать сколько цилиндров в двигателе по вин коду
\[F = 0,6 \cdot 10 + \cdot 20 \cdot > = 206\;Н = 0,2\;кН\]
Ответ: 0,2 кН.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Если Вам понравилась задача и ее решение, то Вы можете поделитесь ею с друзьями с помощью этих кнопок.
Задача С2. В цилиндре под поршнем находится газ. Масса поршня m, площадь его основания S. С какой силой надо давить на поршень, чтобы объем воздуха под ним уменьшился вдвое и при этом температура воздуха будет повышена на 60% ? Атмосферное давление нормальное. Трением пренебречь.
Задача С2. В цилиндре под поршнем находится газ. Масса поршня m, площадь его основания S. С какой силой надо давить на поршень, чтобы объем воздуха под ним уменьшился вдвое и при этом температура воздуха будет повышена на 60% ? Атмосферное давление нормальное. Трением пренебречь.
Обозначим 
атмосферное давление, 
— первоначальное давление воздуха под поршнем, 
— конечное давление воздуха под поршнем, F — силу давления на поршень, 
— первоначальный объем воздуха под поршнем, 
— конечный объем воздуха под поршнем, g — ускорение свободного падения, 
— начальную температуру воздуха под поршнем, 
— конечную температуру воздуха под поршнем, 
— изменение температуры воздуха.
Согласно условию при неизменной массе воздуха под поршнем изменялись все три параметра его состояния: давление, объем и температура. Поэтому применим объединенный газовый закон:
С учетом условия задачи и этих равенств первое уравнение примет вид: ,
Ответ: .
Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там расположена теория и подробное решения задач по всем темам физики:
Возможно вам будут полезны эти задачи:
Читайте также: Замена главного цилиндра сцепления hyundai i20
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института