В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1 дм2 (6 видео)

«В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1 дм^2 под поршнем массой 10 кг, скользящем без трения, находится воздух. При изобарном нагревании воздуха поршень поднялся на 20 см. Какую работу совершил воздух, если напряженное давление равно 100 кПа?»

Яндекс дал по запросу «напряженное давление» (в кавычках) три странички, в основном касающиеся русско-украинской политики и эротики.
Такое впечатление, что такого физического термина не существует.
Что бы это могло быть и как решить задачу?

И разве работа не совершается против силы тяжести, тогда A=Fs=mgs=10кг*9,81(. )*0,2м=19,62 Дж. или она еще против чего-то совершается.

За каким тогда дали 100 кПа и 1 дм2? Вообще в этих задачах полно лишних данных.
Помогите пожалуйста срочно! Ну хотя бы дня за 3 ?

Поля помеченные звездочкой обязательны для заполнения.

чето я ваще не понял задачи, но работа это сила на перемещение.

A=Fs=mgh это и есть ответ, как ты и написал.

У нас газ нагревают под постоянным давлением. То есть газ не только поднимает поршень, но и сам расширяется и нагревается. Расширение самого газа — это же тоже работа? Или нет?

Ну, наверное, надо все-таки нарисовать графичек V-T и посоображать.
Все, дальше не помню. Давно это было.

Занятно. В учебнике написано: «Если при изобарном расширении газа от объема V1 до объема V2 происходит перемещение поршня в цилиндре на расстояние l, то работа, совершенная газом, равна A=p*dV
Теперь получается масса поршня лишняя ?

Допускаю, что она дала ее специально.
Плюсовать к работе, полученной через расширение газа, работу против силы тяжести НЕ НУЖНО. Во-первых, к силе тяжести может добавиться сила от штанги поршня (мало ли какое давление может быть создано под поршнем). Во-вторых, формула для изменения объема уже учитывает всю работу, которую газ совершает против поршня.

«При неизменной массе газа энергия может меняться в результате двух процессов: а) вследствие совершения работы А, в этом случае объем газа должен изменяться (при расширении газ совершает работу над окружающими телами, например отодвигая поршень; при сжатии окружающие тела совершают работу над газом); б) вследствие передачи теплоты Q от газа к окружающим телам или, наоборот, от окружающих к газу.»

Поля помеченные звездочкой обязательны для заполнения.

Конечно, учтено. Напряженное давление видимо имеется в виду давление под поршнем, которое больше атмосферного, но никогда такой термин не встречал.

При поднятии поршня весом 3 г и весом 30 г работа практически одинакова, т.к. большая часть идет на преодоление атмосферного давления.

Представьте, что вы — человек в цилиндре, вместо газа. тогда в цилиндре, кроме вас, воздуха нет. Огромное атмосферное давление просто раздавит вас. Чтобы передвинуть поршень наружу хотя бы на 1 см, надо будет совершить большую работу. Что это движение направлено вверх и что там есть поршень с ненулевым весом — чистая случайность ? крохотная численно величина по сравнению с основной работой по преодолению атмосферного давления. Если бы дыра была снизу цилиндра, а не вверху, поршень (герметически ходящий) сам не вывалился бы все равно — тогда, наоборот, слишком малое давление было бы под поршнем и сила атмосферного давления, давящая снизу, удержала бы поршень.

Давление внутри газа под поршнем на 100% определяет его работу. Туда включено и атмосферное давление, и давление поршня под действием силы тяжести (пренебрежимо малое), и может там еще пресс какой давит штоком на поршень — от этого внутреннее давление под поршнем увеличится — но знать силу давления пресса не надо, т.к. она нужна была бы только для вычисления давления под поршнем — а оно и так уже дано!

Читайте также: Из за чего разная компрессия в цилиндрах двигателя ваз

Поля помеченные звездочкой обязательны для заполнения.

Содержание

В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1 дм2
В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1 дм2
В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1 дм2
В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1,2 дм2 находится воздух, закрытый подвижным поршнем массой 2,5 кг. Первоначальный объём воздуха 5 л. При изобарном нагревании на 850 К была совершена работа 1,5 кДж. Определить первоначальную температуру воздуха. Наружное давление равно 100 кПа.
📺 Видео

Видео:11 класс, 15 урок, Площадь поверхности цилиндраСкачать

В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1 дм2

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:ГЕОМЕТРИЯ 11 класс: Цилиндр. Площадь поверхностиСкачать

В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1 дм2

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:Видеоурок по математике "Цилиндр"Скачать

В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1 дм2

Основы М олекулярно К инетической Т еории

3701. Нагревается или охлаждается идеальный газ, если он расширяется по закону P = b / V n , где – b и n – некоторые постоянные, причем 0 n 7 0 2 . Масса пороха M, сгорающего в одну секунду в камере ракетного двигателя, зависит от давления P по закону M = AP n (A и n – некоторые постоянные). Скорость расхода массы газа за счет истечения из сопла пропорциональна давлению в камере. Во сколько раз отличаются давления в камерах ракетных двигателей, если сечения их сопел равны S₁ и S ₂? Рассмотреть частный случай, когда n = 2/3, S₁/ S ₂ = 2. решение

Читайте также: Как рассчитать кубометр цилиндра

3703. Масса пороха M , сгорающего в одну секунду в камере реактивного двигателя, зависит от давления P по закону M = AP n . Найти показатель степени n, если при уменьшении сечения сопла двигателя в два раза давление в камере возрастает в четыре раза. Скорость расхода массы газа за счет истечения из сопла пропорциональна давлению в камере P. решение

3 7 0 4 . Спутник V = 1000 м 3 наполнен воздухом, находящимся при нормальных условиях. Метеорит пробивает в корпусе спутника отверстие площадью 1 см 2 . Определить время, через которое давление внутри изменится на 1 %. Температура неизменна. решение

3 7 0 5 . Сосуд C сообщается с окружающим пространством через малое отверстие. Температура газа в окружающем пространстве T , давление p . Газ настолько разрежен, что молекулы при пролете в сосуд из сосуда на протяжении размеров отверстии не сталкиваются друг с другом. В сосуде поддерживается температура 4 T . Каким будет давление в сосуде? решение

3 7 0 6 . В цилиндре, площадь основания которого 100 см 2 , находится воздух при температуре 7 о С. А высоте 60 см от основания цилиндра расположен поршень массой 10 кг. На сколько опустится поршень, если на него поставить гирю массой 100 кг, а воздух в цилиндре нагреть до 27 о С? Трением поршня о стенки цилиндра пренебречь. Атмосферное давление равно 0,1 МПа. решение

3 7 0 7 . Вертикальный цилиндр, закрытый с обеих сторон, разделен тяжелым теплонепроницаемым поршнем на две части, в которых находится одинаковое количество воздуха. При температуре 300 К давление в нижней части сосуда в 2 раза больше, чем в верхней. До какой температуры надо нагреть воздух в нижней части цилиндра, чтобы поршень оказался на середине цилиндра? решение

3 708 . Цилиндр с площадью основания 20 см 2 , закрытый поршнем массой 10 кг, находится в стартующей вертикально ракете. Определить ускорение ракеты, если объем газа под поршнем в движущейся ракете в 3 раза меньше, чем в покоящейся. Давление воздуха в ракете p _o = 0,1 МПа. решение

3 709 . Тонкостенный резиновый шар массой 0,06 кг наполнен неоном и погружен в озеро на глубину 120 м. Найти массу неона, если шар находится в равновесии. Атмосферное давление 0,1 МПа, температура воды 4 о С. Упругостью резины пренебречь. решение

3 7 1 0 . Определить плотность смеси, состоящей из 4 г водорода и 32 г кислорода при температуре 7 о С и давлении 93,3 кПа. решение

Смотрите новый сайт В. Грабцевича по физике, а также шутки про школу.

Видео:Шар вписан в цилиндр. Площадь поверхности шара равна 78. Найдите площадь полной поверхности цилиндраСкачать

В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1,2 дм2 находится воздух, закрытый подвижным поршнем массой 2,5 кг. Первоначальный объём воздуха 5 л. При изобарном нагревании на 850 К была совершена работа 1,5 кДж. Определить первоначальную температуру воздуха. Наружное давление равно 100 кПа.

Обозначим площадь основания цилиндра S = 1,2 дм² = 0,012 м², массу поршня m = 2,5 кг, первоначальный объем воздуха V₁ = 5л = 5*10⁻³м³, конечный объем воздуха V₂, изменение температуры ΔT = 850К, работу A = 1,5 кДж = 1500 Дж, наружное давление p₀ = 100кПа = 10⁵ Па, первоначальную температуру воздуха T₁, конечную температуру T₂.

При изобарном расширении давление газа остается постоянным. Оно равно сумме наружного давления p₀ и давления оказываемого со стороны поршня p₁. На поршень действует сила тяжести F = mg, где m — масса поршня. Тогда давление с его стороны p₁ = F/S = mg/S, где S — площадь основания цилиндра. Тогда давление газа p = p₀ + p₁ = p₀ + F/S = p₀ + mg/S. При изобарном процессе работа равна A = pΔV = p(V₂ — V₁) => pV₂ = A + pV₁ => V₂ = (A + pV₁)/p = A/p + V₁ = A/(p₀ + mg/S) + V₁ . Согласно уравнению изобарного процесса V₁/T₁ = V₂/T₂. Так как T₂ = T₁ + ΔT, то получаем V₁/T₁ = V₂/(T₁ + ΔT)=> V₂T₁ = V₁(T₁ + ΔT) => V₂T₁ — V₁T₁ = V₁ΔT => T₁(V₂ — V₁) = V₁ΔT => T₁ = V₁ΔT/(V₂ — V₁) = V₁ΔT/[A/(p₀ + mg/S) + V₁ — V₁)] = V₁ΔT/[A/(p₀ + mg/S)] = 5*10⁻³*850/[1500/(10⁵ + 2,5*10/0,012) ≈ 283К.