В цилиндре сечением s может свободно двигаться без трения поршень (7 видео)

Содержание

В цилиндре сечением s может свободно двигаться без трения поршень
В цилиндре сечением s может свободно двигаться без трения поршень
В цилиндре сечением s может свободно двигаться без трения поршень
В цилиндре сечением s может свободно двигаться без трения поршень
🌟 Видео

Видео:Падение поршня в цилиндреСкачать

В цилиндре сечением s может свободно двигаться без трения поршень

2017-10-14
В закрепленном под углом $\alpha = 60^ $ к горизонту цилиндре (см. рис. ) может без трения двигаться поршень массой $M = 10 кг$ и площадью $S = 50 см^ $. Под поршнем находится одноатомный идеальный газ. Газ нагревают так, что поршень перемещается на расстояние $l = 5 см$. Какое количество теплоты $Q$ было сообщено газу? Атмосферное давление $p_ = 10^ Па$, ускорение свободного падения принять равным $g = 10 м/с^ $.

При нагревании газ перемещает поршень, совершая изобарное расширение. Поскольку изобарическая молярная теплоемкость идеального одноатомного газа $c_

= 2,5R$, то для нагревания $\nu$ молей газа на $\Delta T$ градусов при постоянном давлении газу необходимо сообщить количество теплоты $Q = 2,5 \nu R \Delta T$.

Записывая уравнения начального и конечного состояний газа, имеем:

$pV = \nu RT, p(V + lS) = \nu R(T + \Delta T)$,

где $p$ — давление газа, $V$ — начальный объем газа, $T$ — его начальная температура. Отсюда $\nu R \Delta T = plS$. Для определения давления газа воспользуемся условием механического равновесия поршня под действием сил, величины и направления которых, изображены на рис.:

Объединяя записанные выражения, получаем ответ:

$Q = 2,5l(p_ S + Mh \sin \alpha) \approx 74 Дж$.

Видео:Пуля попадает в поршень, адиабатическое сжатие | МКТ, механическое равновесиеСкачать

В цилиндре сечением s может свободно двигаться без трения поршень

2020-01-08
Тяжелый поршень массой $M$ может свободно перемещаться внутри вертикального теплоизолированного цилиндра сечением $S$, верхний конец которого закрыт, а нижний открыт в атмосферу (см. рисунок). Внутри цилиндра имеется горизонтальная перегородка с маленьким отверстием, отсекающая от атмосферы один моль воздуха, занимающий объем $V$ и имеющий атмосферное давление $p_ $. Поршень, который вначале прижат снизу к перегородке, отпускают. Принимая, что внутренняя энергия газа равна $cT$, найти, на сколько опустится поршень.

Читайте также: Замена главного цилиндра сцепления фиат дукато 250

Если действующая на поршень сила тяжести $Mg$ превышает действующую на него снизу силу атмосферного давления $p_S$, то поршень, очевидно, выпадет из трубы, какой бы длинной она не была.

поршень начинает двигаться вниз. По мере его движения в этот отсек попадают дополнительные порции воздуха, поддерживая там постоянное давление $p$. По скольку отверстие маленькое, поршень движется медленно. Он остановится, когда давление над перегородкой упадет до величины $p$.

При смещении поршня на расстояние $x$ газ, находящийся в цилиндре, совершает работу $A = pSx$, а внутренняя энергия его уменьшается. Будем считать, что перегородка между образовавшимися в цилиндре отсеками не препятствует теплообмену между ними, так что температуры воздуха ш них все время одинаковы. Обозначив температуру воздуха в начальный момент через $T_ $, а в момент остановки через $T$, получаем

Запишем также уравнения состояния газа для этих моментов.

Полученных уравнений достаточно для определения величины $x$:

Видео:В горизонтальном цилиндрическом сосуде - Задача ЕГЭ по физике Часть 2Скачать

В цилиндре сечением s может свободно двигаться без трения поршень

2017-12-23
В цилиндре, открытом сверху, может без трения двигаться поршень массой $m = 10 кг$, герметично прилегая к стенкам цилиндра (рис.). Пружиной жесткостью $k = 2 кН/м$ поршень соединен с нижним торцом цилиндра. Площадь сечения поршня $S = 1 дм^ $, атмосферное давление $p_ = 0,1 МПа$. В начальном состоянии пружина сжата вдвое по сравнению с длиной $l_ = 0,2 м$ в недеформированном состоянии. К массе газа под поршнем начинают подводить тепло. Найти работу $A$, произведенную газом к моменту, когда пружина станет растягиваться, а также начальное давление газа в цилиндре.

На поршень в начальном положении действуют: сила тяжести $mg$, сила атмосферного давления $p_ S$, сила давления со стороны газа в цилиндре $p_ S$ и сила упругости пружины $kl_ /2$. Из условия равновесия поршня

Читайте также: Цилиндр мотоцикла 125 кубов

найдем начальное давление $p_ $ газа под поршнем

Потенциальная энергия пружины и потенциальная энергия поршня в поле сил тяжести изменяются за счет работы $A$, совершаемой газом в цилиндре, и работы $A_ = — p_ S \frac > $ сил атмосферного давления: $\Delta E = A + A_ $ или

$A = (l_ /2) (mg + p_ S — kl_ /4) = 0,1 кДж$.

Видео:Люфт поршней в цилиндрахСкачать

В цилиндре сечением s может свободно двигаться без трения поршень

Поршень может свободно без трения перемещаться вдоль стенок горизонтального цилиндрического сосуда. В объёме, ограниченном дном сосуда и поршнем, находится воздух (см. рисунок). Площадь поперечного сечения сосуда равна 25 см 2 , расстояние от дна сосуда до поршня равно 20 см, атмосферное давление 100 кПа, давление воздуха в сосуде равно атмосферному. Поршень медленно перемещают на 5 см вправо, при этом температура воздуха не меняется. Какую силу требуется приложить, чтобы удержать поршень в таком положении? Ответ приведите в ньютонах.

Воздух в сосуде можно считать идеальным газом. Процесс расширения газа идет изотермически, а значит, согласно закону Бойля — Мариотта, Отсюда находим давление газа под поршнем в новом положении:

Определим теперь силу, которую необходимо приложить к поршню. Для этого рассмотрим второй закон Ньютона для поршня в проекции на горизонтальную ось: Таким образом, необходимо приложить силу

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.