В вертикально расположенном цилиндре находится газ массой газ отделен

Видео:Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. 10 класс.Скачать

В вертикально расположенном цилиндре находится газ массой газ отделен

2017-04-24
В вертикально расположенном цилиндре находится газ массой $m$. Газ отделен от атмосферы поршнем, соединенным с дном цилиндра пружиной с жесткостью $k$. При температуре $T_ $ поршень расположен на расстоянии $h$ от дна цилиндра. До какой температуры $T_ $ надо нагреть газ, чтобы поршень поднялся до высоты $H$? В обоих случаях пружина растянута. Молярная масса газа равна $\mu$.

Силы, действующие на поршень, представлены на рис. На поршень действуют: сила тяжести $M \vec $, где $M$ — масса поршня; сила атмосферного давления $\bar

S>$, где $p_ $ — атмосферное давление, $S$ — площадь поршня: сила упругости $\bar _ $, причем ее модуль по закону Гука $F_ = k(l — x_ )$, где $x_ $ — длина нерастянутой пружины, $l$ — ее длина в деформированном состоянии: сила давления газа под поршнем $\bar

$, где $p$ — давление газа.

При равновесии поршня $pS — p_ S — Mg — F_ = 0$. Когда поршень расположен на высоте $h, F_ = k(h — x_ ), p = p_ $, получаем уравнение $p_ S — p_ S — Mg — k(h — x_ ) = 0$ (1).

Когда поршень находится на высоте $H$, получаем уравнение

$p_ S — p_ S — Mg — k (H — x_ ) = 0$ (2).

После вычитания уравнений (1) и (2) находим, что $(p_ — p_ )S — k(H — h) = 0$ (3).

Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона в первом состоянии: $p_ V_ = p_ Sh = \frac RT_ \Rightarrow p_ = \frac RT_ $.

Аналогично можно выразить давление $p_ $, во втором состоянии. Получаем, что $p_ = \frac RT_ $. После подстановки значений давления в уравнение (3) получим:

$\frac RS \left ( \frac > — \frac > \right ) = k (H-h) \Rightarrow T_ = T_ \frac + \frac $.

Видео:Урок 145. Идеальный газ. Основное ур-ние МКТ ид. газа - 1Скачать

В вертикально расположенном цилиндре находится газ массой газ отделен

2016-11-27
В вертикально расположенном цилиндре сечения $S$ под поршнем массы $M$ находится воздух. На поршне лежит груз. Определить массу этого груза, если известно, что после того, как его убрали, объем газа под поршнем вдвое возрос, а температура вдвое уменьшилась. Атмосферное давление $P_ $.

Наряду с использованием уравнения Менделеева — Клапейрона для начального и конечного состояний системы:

воспользуемся основным уравнением динамики (законом Ньютона) для поршня с грузом в первом случае и для поршня во втором (условие равновесия):

где $P_ S$ — сила, действующая со стороны воздуха под поршнем и направленная вверх, $(M + m)g$ — сила тяжести и $P_ S$ — сила атмосферного давления, направленные вниз;

где $P_ S$ — сила давления на поршень в конечном состоянии.

Отметим, что при записи (3) мы рассматривали поршень и груз как единое тело и величина силы атмосферного давления на поршень с грузом не зависит от формы груза (см. задачу 1444).

Из текста условия задачи следует:

Полученная система уравнений (1—6) исчерпывает информацию, содержащуюся в условии задачи.

Поделим уравнение (2) на (1), а также (4) на (3). Получаем:

Отсюда с учетом (5) и (6) имеем:

Заметим, что вместо (1,2) можно было воспользоваться уравнением Клапейрона:

Видео:Уравнение состояния идеального газа. 10 класс.Скачать

В вертикально расположенном цилиндре находится газ массой газ отделен

В гладком вертикальном цилиндре под подвижным поршнем массой M и площадью S находится идеальный одноатомный газ. Поршень в равновесии располагается на высоте h над дном цилиндра. После сообщения газу количества теплоты Q поршень приподнялся, а газ нагрелся. Найдите, на какой высоте H над дном цилиндра находится поршень. Давление в окружающей цилиндр среде равно p₀.

Читайте также: Газонокосилка бензиновая рабочий объем цилиндра куб см 150 см

Как следует из условия, объём газа равен а давление равно в течение всего процесса подвода теплоты. Согласно уравнению Клапейрона — Менделеева где — количество газа (в молях). Отсюда После сообщения газу количества теплоты температура газа увеличилась на а его объём возрос на причём согласно первому началу термодинамики где изменение внутренней энергии для одноатомного идеального газа а работа газа в изобарическом процессе

Поскольку в изобарическом процессе получаем:

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

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 (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических

преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Видео:Связь между давлением и объёмом газаСкачать

В вертикально расположенном цилиндре находится газ массой газ отделен

В гладком вертикальном цилиндре под подвижным поршнем массой M = 25 кг и площадью S = 500 см 2 находится идеальный одноатомный газ при температуре T = 300 К. Поршень в равновесии располагается на высоте h = 50 см над дном цилиндра. После сообщения газу некоторого количества теплоты поршень приподнялся, а газ нагрелся. Найдите удельную теплоёмкость газа в данном процессе. Давление в окружающей цилиндр среде равно p₀ = 10 4 Па, масса газа в цилиндре m = 0,6 г .

Как следует из условия, объём газа равен а давление равно в течение всего процесса подвода теплоты. Согласно уравнению Клапейрона — Менделеева где — количество газа (в молях). Отсюда После сообщения газу некоторого количества теплоты температура газа увеличилась на а его объём возрос на причём согласно первому началу термодинамики где изменение внутренней энергии для одноатомного идеального газа а работа газа в изобарическом процессе

Таким образом, а удельная теплоёмкость газа в данном изобарическом процессе равна по определению:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом ((в данном случае — определение удельной теплоёмкости, уравнение Клапейрона—Менделеева, первое начало термодинамики, выражения для внутренней энергии идеального одноатомного газа и для работы газа при изобарическом процессе);

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

III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу;

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

Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.

В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Видео:Физика В вертикальном цилиндрическом сосуде с гладкими стенками под подвижным поршнем массой 10 кгСкачать

Решение задач по теме Уравнение Клапейрона- Менделеева 10 физика профиль

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Выбранный для просмотра документ Презентация Microsoft PowerPoint.pptx

Описание презентации по отдельным слайдам:

Уравнение Клапейрона-Менделеева. Решение задач Рамиль Кабиров МБОУ СОШ № 22 Г. Миасс

1. Для приведения в движение гребных винтов торпеды применяют воздух, сжатый до 190 ∙ 105 Па, в баллонах вместимостью 6 ∙ 10-1 м3. При какой температуре находится воздух, если масса его 130 кг, а молярная масса 29 ∙ 10-3 кг/моль?

2. Баллон вместимостью 40 л содержит углекислый газ массой 1,98 кг. Баллон выдерживает давление не выше 3 ∙ 106 Па. При какой температуре возникает опасность взрыва?

3. Определите массу водорода, находящегося в баллоне вместимостью 20 л под давлением 830 кПа при температуре 17 °С.

4. Плотность некоторого газообразного вещества равна 1,5 кг/м3 при 12°С и нормальном атмосферном давлении. Определить молярную массу этого вещества.

5. В вертикально расположенном цилиндре находится газ массой m=0,01 кг. Он отделен от атмосферы поршнем, соединенным с дном пружиной жесткостьюk=20Н/м. При температуре T1 =290К поршень расположен на расстоянии h=0,2м от дна цилиндра. До какой температуры T2 надо нагреть газ, чтобы поршень поднялся до высоты H=0,5м? Молярная масса газа M=29кг/моль.

6. По трубе, площадь сечения которой 5*10-4 м2,течет углекислый газ СО2 под давлением р=3,92*105 Па при температуре Т=280К. Найти среднюю скорость протекания газа по трубе, если через поперечное сечение за время t=10 мин. проходит газ массой 20 кг.

7. Аэростат объемом V=300м3 наполняется молекулярным водородом при температуре Т=300К и давлении р=105Па. Какое время будет производиться наполнение оболочки аэростата, если из баллонов каждую секунду переходит в аэростат Δm=25г водорода? До наполнения оболочка водорода не содержала, газ считать идеальным.

8. Цилиндрический сосуд длиной l=85 см разделен на две части легкоподвижным поршнем. При каком положении поршня давление в обеих частях сосуда будет одинаковым, если одна часть заполнена кислородом, а другая водородом такой же массы? Температура в обеих частях цилиндра одинакова

9. Один моль гелия находится при температуреT1=300К в вертикальном закрытом теплоизолированном цилиндре с поршнем массой mp=2кг и диаметром d=10см. На поршень ставят гирю массой mg=3кг. При этом поршень опускается на h=5см. Определить установившуюся температуру газа, если атмосферное давление p0=105 Па.

10. Водород содержится в баллоне с предохранительным клапаном при t=150C и давлении P=105Па. Если нагреть его до t=370C то водород массой m=6кг выходит через клапан, и давление остается постоянным. Найти объем этого баллона.

Выбранный для просмотра документ ключи.docx

Для приведения в движение гребных винтов торпеды применяют воздух, сжатый до 190 ∙ 10 5 Па, в баллонах вместимостью 6 ∙ 10 -1 м 3 . При какой температуре находится воздух, если масса его 130 кг, а молярная масса 29 ∙ 10 -3 кг/моль?

T=(P*V*m)/(M*R); P=190*10^5; V=0,6; m=130; M=29*10^-3; R=8,31;

Имеется 12 л углекислого газа под давлением 9 ∙ 10 5 Па и при температуре 288 К. Определите массу газа.

Из уравнения Менделеева-Клапейрона:

3. Какой объем занимает газ в количестве 10 3 моль при давлении 10 6 Па и температуре 100 °С?

В сосуде вместимостью 500 см 3 содержится 0,89 г водорода при температуре 17 °С. Определите давление газа.

Переведем температуру в Кельвины:

V = 500 см³ = 500 × ( 10 ⁻ ² ) ³ м³ = 500 × 10 ⁻ ⁶ м³

Водород — двухатомный газ (Н2), значит μ = 0.002 кг / моль

PV = vRT PV = mRT / μ P = mRT / μV P = 0.89 × 10 ⁻ ³ × 8.31 × 290 / 0.002 × 500 × 10 ⁻ ⁶ = 2144811 Па

Баллон вместимостью 40 л содержит углекислый газ массой 1,98 кг. Баллон выдерживает давление не выше 3 ∙ 10 6 Па. При какой температуре возникает опасность взрыва?

T = 3 * 10^6 * 40 * 44 * 10^-3/8.31 * 1.98 = 5280000/16,4538

Ответ: при температуре свыше 321 000 К возникает опасность взрыва.

Определите массу водорода, находящегося в баллоне вместимостью 20 л под давлением 830 кПа при температуре 17 °С.

р = 830 кпа; v = 20 л = 0,02 м 3 ; т = 17° с = 290 к; м = 2 ⋅ 10 -3 кг/моль

Плотность некоторого газообразного вещества равна 1,5 кг/м 3 при 12°С и нормальном атмосферном давлении. Определить молярную массу этого вещества.

1) 306 К ; 2) 0,2 кг ; 3) 3 м 3 ; 4) 2 МПа; 5) 320 К ; 6) 13,8 гр ; 7) 35·10 -3 кг/моль ; 8) водород ; 9) 1 кг/м 3

5. В вертикально расположенном цилиндре находится газ массой m =0,01 кг. Он отделен от атмосферы поршнем, соединенным с дном пружиной жесткостью k =20Н/м. При температуре T ₁ =290К поршень расположен на расстоянии h =0,2м от дна цилиндра. До какой температуры T ₂ надо нагреть газ, чтобы поршень поднялся до высоты H =0,5м? Молярная масса газа M=29 кг/моль.

По трубе, площадь сечения которой 5*10 -4
м 2 ,течет углекислый газ СО₂
под давлением р=3,92*10 5
Па при температуре Т=280К. Найти среднюю скорость протекания газа по трубе, если через поперечное сечение за время t =10 мин. проходит газ массой 20 кг.

Один моль гелия находится при температуре T ₁=300К в вертикальном закрытом теплоизолированном цилиндре с поршнем массой m _p =2кг и диаметром d =10см. На поршень ставят гирю массой m _g =3кг. При этом поршень опускается на h =5см. Определить установившуюся температуру газа, если атмосферное давление p ₀ =10 5
Па.

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

В школе в Пермском крае произошла стрельба

Школьников не планируют переводить на удаленку после каникул

Минпросвещения объявило конкурс «Учитель-международник»

Рособрнадзор оставил за регионами решение о дополнительных школьных каникулах

Студенты разработали программу для предупреждения опасного поведения в школах

Школьных охранников предлагают обучать основам психологии

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

💥 Видео

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

Физика 10 класс (Урок№20 - Уравнение состояния идеального газа. Газовые законы.)Скачать

Теплоизолированный цилиндр разделён подвижным теплопроводящим поршнем на две части. В одной - №29369Скачать

Связь между давлением, объёмом и температурой газаСкачать

Урок 147. Задачи на основное уравнение МКТ идеального газаСкачать

Урок 46 (осн). Передача давления жидкостями и газами. Закон ПаскаляСкачать

Газовые законы. Изопроцессы | Физика 10 класс #34 | ИнфоурокСкачать

В цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится идеальный газ (см. рис.). - №Скачать

МКТ и газовые законы для №24 за 3 часаСкачать

Действие жидкости и газа на погруженное в них тело | Физика 7 класс #36 | ИнфоурокСкачать

Урок 195. Изотермы реального газаСкачать

Физика 7 класс (Урок№19 - Природа давления газов и жидкостей. Закон Паскаля.)Скачать

Моль газа в целиндре под поршнем с пружинойСкачать

🔴 ЕГЭ-2024 по физике. Разбор варианта №2 (Демидова М.Ю., 30 вариантов, ФИПИ, 2024)Скачать