В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ при температуре (8 видео)

Содержание

В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ при температуре
В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ при температуре
пожалуйста помогите! можно не все, но хотя бы что нибудь из этого решите.
В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ при температуре
В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ при температуре
В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ при температуре
🎬 Видео

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

В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ при температуре

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:(0.02 мм) ДВЕ СОТКИ которые СПАСУТ твой двигательСкачать

В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ при температуре

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

В вертикальном цилиндре вместимостью V = 2 л под тяжелым поршнем находится газ при температуре Т = 300 К. Масса поршня m = 50 кг, его площадь S = 50 см 2 .Температуру газа повысили на ΔT = 100 К. Найти изменение внутренней энергии газа, если его теплоемкость С = 5 Дж/К. Атмосферное давление p₀ = 1·10 5 Па. Трение поршня о стенки не учитывать. Принять g = 10 м/с 2 .

Теплота, подведенная к газу, идет на изменение внутренней энергии и на совершение работы расширения газа и работы газом по поднятию поршня

Объем под поршнем после нагревания газа

Высота поршня, соответствующая объёму V ₂

Читайте также: Построить профильную проекцию цилиндра с вырезом вариант 10

Работа по расширению газа

Работа по поднятию поршня на высоту h ₂ – h ₁

Теплота, подведенная к газу,

Изменение внутренней энергии

Ответ:

Видео:В цилиндре под герметичным поршнем находится газ. Поршень перемещают вниз. Температура газа - №27742Скачать

пожалуйста помогите! можно не все, но хотя бы что нибудь из этого решите.

1.Сформулировать I закон термодинамики для изобарного нагревания.
2.Дать определение удельной теплоты парообразования.
3.Дать определение количества теплоты.
4.Определить внутреннюю энергию 1 моль азота при температуре 1270 С.
5.Идеальная тепловая машина совершает за один цикл работу 100 Дж. Температура нагревателя 1000 С, холодильника 00 С. Найти количество тепла, отдаваемое за один цикл холодильнику.
6.Какое количество теплоты (в кДж) надо сообщить 2 кг льда, взятого при — 100 С, чтобы полностью его растопить?
7.В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ. При изобарном его нагревании поршень переместился на 0,15 м. Масса поршня 0,3 кг, площадь его сечения 2,2 ∙ 10 -2 м2. Атмосферное давление нормальное. Найти работу газа при расширении.
8.Вода падает с высоты 1200 м. На сколько повысится температура воды, если на её нагревание затрачивается 60% работы силы тяжести?
9.Смесь, состоящая из 2,51 кг льда и 7,53 кг воды при общей температуре 00 С нужно нагреть до температуры 500 С, пропуская пар при температуре 1000 С. Определите необходимое для этого количество (в г) пара.

5. КПД = (1273-273)/1273 = 78,55% — это процент полезной работы, значит полученная теплота = 100/0,7855 = 127,3 Дж
6. Q = 2 кг*удельную теплоту плавления льда (если не ошибаюсь 334 кДж) = 668 кДж
7. Давление р = ратм + m*g/S = 101300 + 0.3*10/(2.2*10^-2) = 101436 Па
v2-v1 = S*0.15 = 2.2*10^-2*0.15 = 0.0033 м^3
Работа = p*(v2 — v1) = 101436*0.0033 = 334.74 Дж
8. Работа силы тяжести скорее всего m*g*h = m*10*1200 = m*12 000 Дж. 60% это 7200 Дж на 1 кг воды
разница температур = 7200/4200 = 1,71
вроде так

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

В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ при температуре

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

В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ при температуре

2018-02-25
В теплоизолированном цилиндре, расположенном вертикально, под невесомым, не проводящим тепло поршнем, находится $\nu = 1 моль$ идеального одноатомного газа при температуре $T_ = 300 К$. Сверху над поршнем находится ртуть, заполняющая цилиндр до открытого верхнего края. Объем газа в $n = 2$ раза больше объема ртути, давление в газе в $k = 2$ раза больше внешнего атмосферного давления. В начальный момент времени система находится в состоянии равновесия. Какое минимальное количество теплоты нужно подвести к газу, чтобы вытеснить из сосуда всю ртуть?

Пусть $p_ $ — атмосферное давление, $S$ — площадь поршня, $H$ и $2H$ — начальные высоты столбов ртути и газа соответственно, x -высота столба газа в новом равновесном положении, когда поршень поднимется. Найдем зависимость подведенного количества теплоты $Q$ от $x$.

Условие равновесия (до начала подвода теплоты давление в газе в 2 раза больше внешнего атмосферного давления и равно сумме давлений столба ртути высотой $H$ и атмосферного давления) $2 p_ = \rho gH + p_ $.

Давление в газе после подведения теплоты, когда поршень находится на высоте $x$ — сумма атмосферного и давления столба ртути, высота которого $3H — x$:

$p(x) = p_ + \rho g (3H — x) = p_ + \frac

> (3H — x) = \frac p_ $. (1)

Температура газа, когда поршень находится на высоте $x$, следует из уравнения состояния и выражения (1):

При подъеме поршня до высоты $x$ внутренняя энергия газа меняется на величину:

$\Delta U = \nu \frac (T(x) — T_ ) = — \nu \frac \left ( \frac \right )^ T_ = — \frac > > \nu RT_ $. (3)

Работа газа равна площади трапеции под кривой $p(x)$ (заштриховано). Учитывая выражение (1) и уравнение состояния газа в начальном положении $2p_ \cdot 2HS = \nu RT_ $, получаем, исключая $p_ $:

В соответствии с первым началом термодинамики и выражениями (3) и (4) имеем:

Из условия экстремума функции $Q(x)$ получаем:

$\frac = 0 \Leftrightarrow 3H — x + (-1) ( x — 2H) = 0 \Rightarrow 5H — 2x = 0 \Rightarrow x_ = \frac $.

При этом $Q_ = \frac > \approx 312 Дж$.

Видео:Связь между давлением и объёмом газаСкачать

В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ при температуре

Вертикальный цилиндр закрыт горизонтально расположенным поршнем массой 1 кг и площадью 0,02 м 2 , 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? Ответ укажите в кельвинах с точностью до целых.

Поскольку поршень может свободно двигаться, процесс отдачи тепла газом происходит при постоянном давлении:

Согласно первому началу термодинамики, переданное газу тепло идёт на изменение его внутренней энергии и на работу против внешних сил (несмотря на то, что тепло отнимают от газа, его можно считать переданным, но с отрицательным знаком):

Идеальный газ подчиняется уравнению Менделеева — Клапейрона: Следовательно, изменения объёма и температуры при постоянном давлении связаны соотношением

Температура в начальном и конечно состоянии совпадает, а значит, давление и объем в начальном и конечном состояниях связаны соотношением

Таким образом, для температуры имеем

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.