В вертикальном теплоизолированном цилиндре находится гелий давление которого уравновешивает поршень (6 видео)

Содержание

В вертикальном теплоизолированном цилиндре находится гелий давление которого уравновешивает поршень
В вертикальном теплоизолированном цилиндре находится гелий давление которого уравновешивает поршень
В вертикальном закрытом цилиндре находится подвижный поршень
Условие задачи:
Решение задачи:
Ответ: 177° C.
В вертикальном теплоизолированном цилиндре находится гелий давление которого уравновешивает поршень
В вертикальном теплоизолированном цилиндре находится гелий давление которого уравновешивает поршень
В вертикальном теплоизолированном цилиндре находится гелий давление которого уравновешивает поршень
📸 Видео

Видео:ТОСОЛ в ЦИЛИНДРАХ Симптомы Диагностика Ремонт (К4М)Скачать

В вертикальном теплоизолированном цилиндре находится гелий давление которого уравновешивает поршень

2017-03-24
В вертикальном теплоизолированном цилиндре находится гелий, давление которого удерживает поршень массы $M$ с подвешенным к нему грузом массы $m$. Выше поршня вакуум. Поршень находится на высоте $H$, а груз — на высоте $H_ $ над дном цилиндра. Груз отрывается, падает на дно и прилипает. Насколько поднимется поршень, когда снова установится равновесие? Считать, что вся выделенная энергия пошла на нагрев газа. Объём груза мал по сравнению с объёмом гелия. Ускорение свободного падения $g$.

Давление в сосуде определяется массой поршня и равно $P = (M + m)g/S$ до отрыва груза и $P^ = Mg/S$ после отрыва груза, где $S$ — площадь поршня. Пусть $\nu$ — число молей газа в сосуде, а $h$ — высота, на которую поднимется поршень после отрыва груза. Тогда из уравнения состояния идеального газа получаем

$\begin \nu RT_ = (M+m)gH, \nu RT = Mg(H+h). \end $

Тепло $Q = mg H_ $, выделившееся при неупругом ударе, идёт на работу по подъёму поршня $A = Mgh$ и приращение внутренней энергии гелия:

$\Delta U = \frac \nu R \Delta T = \frac (Mg(H + h) — (M + m)gH) = \frac (Mgh — mgH)$.

Из закона сохранения энергии (первое начало термодинамики) следует

$mgH_ = Mgh + \frac (Mgh — mgH) \Rightarrow h = \frac — 3H)m> $.
Ответ: $h = \frac — 3H)m> $.

Видео:Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре T1 =600 K и давлении p1 =4⋅10^5 - №29414Скачать

В вертикальном теплоизолированном цилиндре находится гелий давление которого уравновешивает поршень

2017-11-06
В теплоизолированном вертикально расположенном цилиндре находится один моль гелия (см. рис.). На поршень, который может перемещаться без трения, кладут гирю. Новое установившееся равновесное давление в цилиндре становится в два раза больше первоначального. Считая газ идеальным, определить отношение $V/V_ $, где $V$ — конечный, a $V_ $ — начальный объемы. Внешнее давление отсутствует. Поршень теплонепроницаем.

Для идеального газа из основного уравнения имеем:

Поскольку процесс перемещения поршня под действием гири можно считать адиабатическим (цилиндр теплоизолирован), приращение внутренней энергии газа равно работе сил давления:

Пусть $m$ — масса поршня. Величина $mg = p_ S$, где $S$ — площадь поршня. Так как новое равновесное давление $2p_ $ то, следовательно, сила, действующая на газ со стороны поршня с гирей, $2p_ S = 2mg$ (т.е. гиря имеет такую же массу, как поршень). Работу сил давления в данном случае можно определить из закона сохранения энергии, она равна изменению потенциальной энергии поршня с гирей:

где $V_ = Sh_ $ и $V = Sh$ — начальный и конечный объемы. Таким образом,

Выражая из (1) $T/T_ $ и подставляя его в (2), после простых преобразований получим:

$C \left ( 2 \frac > — 1 \right ) = 2 \frac

V_ > > \left ( 1 — \frac > \right )$,

Учитывая, что для гелия как одноатомного газа $C = \frac R$, получим:

Видео:В вертикальном цилиндре, закрытом лёгким поршнем, находится бензол (С6H6) при температуре - №34152Скачать

В вертикальном закрытом цилиндре находится подвижный поршень

Видео:Нумерация цилиндров, как определить где какой номер цилиндра?/how to determine cylinder number?Скачать

Условие задачи:

В вертикальном закрытом цилиндре находится подвижный поршень, по обе стороны которого находится по одному молю гелия. При равновесии при температуре 320 К объем гелия над поршнем в 4 раза больше объема под поршнем. При какой абсолютной температуре отношение объемов станет равным трем?

Читайте также: Цилиндр осевое сечение которого есть квадрат вписан в сферу

Задача №4.3.34 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Видео:"ГТ" Lexsus GS 300 двиг 3GR-FSE с проблемой 5го цилиндра! Быть или не быть..!!????Скачать

Решение задачи:

Величины без штриха соответствуют моменту до нагревания, со штрихом – после нагревания. Силы, действующие на поршень, показаны на рисунке справа.

Поскольку поршень в обоих случаях находится в равновесии, запишем первый закон Ньютона для этих случаев:

Отнимем из нижнего выражения верхнее, сократим на площадь $S$ и получим:

Запишем 4 уравнения Клапейрона-Менделеева для каждой части газа до и после нагревания:

Выразим каждое давление и подставим в уравнение (1):

Сократив на $\nu R$ будем иметь следующее уравнение:

Домножим обе части уравнения на $(V_1 \cdot V_1^*)$, тогда:

Поделим обе части уравнения на $V_1^*$, тогда:

Осталось найти неизвестное отношение $\frac > >>$, для чего используем тот факт, что полный объем сосуда не изменятся.

\[\left\
V_1^* + V_2^* = V \hfill \\
\frac > > = 3 \hfill \\
\end \right. \Rightarrow V_1^* + \frac > = V \Rightarrow \frac > = V \Rightarrow V_1^* = \frac > \]

Подставим полученное отношение и исходную температуру в формулу (2):

Видео:Тепловые зазоры поршневой.Скачать

Ответ: 177° C.

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.

Видео:Ремонт цилиндра с глубоким задиромСкачать

В вертикальном теплоизолированном цилиндре находится гелий давление которого уравновешивает поршень

В вакууме закреплён горизонтальный цилиндр (см. рисунок). В цилиндре находится гелий, запертый поршнем.

Поршень массой 90 г удерживается упорами и может скользить влево вдоль стенок цилиндра без трения. В поршень попадает пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 400 м/с, и застревает в нём. Температура гелия в момент остановки поршня в крайнем левом положении возрастает на 64 К. Чему равно количество вещества гелия в цилиндре? Считать, что за время движения поршня газ не успевает обменяться теплом с цилиндром и поршнем.

1. Запишем закон сохранения импульса:

где и — масса пули и поршня соответственно, — скорость пули, — скорость поршня с застрявшей пулей.

Поршень будет двигаться со скоростью:

2. Поршень с пулей будет обладать кинетической энергией, которая затем перейдёт в работу по сжатию газа:

3. Так как газ не успевает обменяться теплом с цилиндром и поршнем, то сжатие газа будет являться адиабатичным процессом. По первому началу термодинамики Вследствие этого процесса вся механическая энергия движения поршня с пулей пойдет на нагрев газа, поэтому:

4. Найдем отсюда количество вещества в цилиндре:

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:Почему китайский цилиндр В50М уменьшает мощность мотораСкачать

В вертикальном теплоизолированном цилиндре находится гелий давление которого уравновешивает поршень

В вакууме закреплён горизонтальный цилиндр. В цилиндре находится 1 л гелия, запертого поршнем при давлении 100 кПа и температуре 300 К. Поршень массой 90 г удерживается упорами и может скользить влево вдоль стенок цилиндра без трения. В поршень попадает пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 300 м/с, и застревает в нём. Какова будет температура гелия в момент остановки поршня в крайнем левом положении? Считать, что за время движения поршня газ не успевает обменяться теплотой с цилиндром и поршнем.

1. Пуля неупруго взаимодействует с поршнем. По закону сохранения импульса

Тогда скорость поршня с застрявшей пулей будет равна

2. В системе «газ + поршень» выполняется закон сохранения энергии вследствие отсутствия трения и потерь тепла — сумма кинетической энергии поршня и внутренней энергии газа сохраняется.

При этом внутренняя энергия одноатомного идеального газа

3. Количество гелия находим из уравнения Клапейрона-Менделеева .

Объединяя все уравнения, получаем искомую величину

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

Видео:Подкинул кольца и поршня на Эмгранд 1,8Скачать

В вертикальном теплоизолированном цилиндре находится гелий давление которого уравновешивает поршень

Гелий в количестве ν = 1/20 моля находится в горизонтальном закреплённом цилиндре с поршнем, который может без трения перемещаться в цилиндре и вначале удерживается в равновесии силой F₁ = 280 Н. При этом среднеквадратичная скорость движения атомов гелия составляет u₁ = 1400 м/с. Затем гелий стали охлаждать, а поршень медленно сдвигать, постепенно уменьшая действующую на него силу. Когда эта сила равнялась F₂ = 150 Н, среднеквадратичная скорость движения атомов гелия стала равной u₂ = 1200 м/с. На какое расстояние Δl при этом сдвинулся поршень?

Обозначим начальный объём гелия в цилиндре через а давление — через где площадь поршня равна S, а длина столба газа равна l₁. Тогда, согласно уравнению Клапейрона — Менделеева, Среднеквадратичная скорость атомов гелия при начальной температуре T₁ равна где — молярная масса гелия. Отсюда Из написанных соотношений получаем: Аналогичным образом получаем, что в конце процесса Таким образом, искомый сдвиг поршня равен

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: уравнение Клапейрона–Менделеева и выражение для среднеквадратичной скорости движения молекул газа);

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 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.