В вертикальном цилиндре под поршнем находится 1 моль идеального газа

В вертикальном цилиндре под поршнем находится 1 моль идеального газа

2020-01-08
В вертикальном теплоизолированном цилиндрическом сосуде под массивным поршнем находится 1 моль идеального одноатомного газа при температуре $T_ $. Начнем сжимать газ, опуская поршень. После того как совершили работу $A$, поршень отпустили, и он остановился в новом положении равновесия. Найти температуру $T_ $ в этом состоянии.

Работа $A$, совершаемая над системой, идет на изменение внутренней энергии газа $\Delta U$ и потенциальной энергии поршня $\Delta E_

Для моля одноатомного идеального газа изменение внутренней энергии дается выражением

Изменение потенциальной энергии поршня можно найти так — оно равно работе, которую нужно было бы совершить, чтобы квазистатически перевести поршень из начального положения в конечное. При этом внешняя сила, совершающая работу, в каждый момент времени должна быть равна силе тяжести $mg$, действующей на поршень. Поскольку поршень в начальном и конечном состояниях находится в равновесии, эта сила тяжести равна по модулю силе давления газа в сосуде $pS$ (давлением наружного воздуха мы пренебрегаем). Обозначив через $\Delta h$ изменение высоты поршня, получим

= mg \Delta h = pS \Delta h = p \Delta V$,

где $\Delta V$ — изменение объема газа. Воспользовавшись уравнением Менделеева — Клапейрона для 1 моля газа, найдем

= p \Delta V = R(T_ — T_ )$.

В вертикальном цилиндре под поршнем находится 1 моль идеального газа

В гладком закреплённом теплоизолированном горизонтальном цилиндре находится 1 моль идеального одноатомного газа (гелия) при температуре T₁ = 300 К, отделённый от окружающей среды — вакуума — теплоизолированным поршнем массой m = 2 кг. Вначале поршень удерживали на месте, а затем придали ему скорость V = 10 м/с, направленную в сторону газа. Чему будет равна среднеквадратичная скорость атомов гелия в момент остановки поршня? Поршень в цилиндре движется без трения.

1. Из условия задачи понятно, что по мере движения поршня в адиабатических условиях газ будет сжиматься и нагреваться, а поршень — тормозиться, вплоть до остановки.

2. В момент остановки, т. е. при максимальном сжатии гелия, вся начальная кинетическая энергия поршня перейдет во внутреннюю энергию гелия.

Читайте также: Мембранный тормозной цилиндр это

3. Вначале 1 моль одноатомного гелия обладал внутренней энергией а в конце процесса, согласно закону сохранения энергии,

4. Среднеквадратичная скорость атомов гелия в момент остановки поршня связана с температурой формулой и, таким образом, равна

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.

В вертикальном цилиндре под подвижным поршнем площадью 40 см ^ 2 находится 1 моль идеального газа при температуре 400К?

В вертикальном цилиндре под подвижным поршнем площадью 40 см ^ 2 находится 1 моль идеального газа при температуре 400К.

Определить в литрах объем газа, если масса поршня равна 40кг, а атмосферное давление 100кПа.

Трением поршня о стенки цилиндра пренебречь.

S = 40 см ^ 2 = 40 * 10 ^ — 4 м2

поршень находится в равновесии, значит ДАВЛЕНИЕ газа РАВНО давлению НАД ним

давление над газом = атмосферное + от веса поршня

ДАВЛЕНИЕ газа по формуле Менделеева — Клапейрона PV = vRT

объем V = vRT / P &lt ; — — — подставим сюда (1)

31 * 400 / (10 ^ 5 + 40 * 10 / 40 * 10 ^ — 4) = 0.

Одноатомный газ количеством 2 моль находится в цилиндре с подвижным поршнем под атмосферным давлением?

Одноатомный газ количеством 2 моль находится в цилиндре с подвижным поршнем под атмосферным давлением.

В процессе нагревания температура увеличилась от 20 °C до 70°C, объем увеличился на 40л.

Которое количество теплоты было дано газу?

В цилиндре под поршнем находится газ, имеющий температуру 50 градусов?

В цилиндре под поршнем находится газ, имеющий температуру 50 градусов.

Во сколько раз уменьшится объем газа после его изобарного охлаждения до температуры 223 К?

В теплоизолированном цилиндре под легким подвижным поршнем находится идеальный газ температуру которого повысили на одну и ту же величину «Δ Т» при постоянном давлении, затратив количество теплоты «Qp?

В теплоизолированном цилиндре под легким подвижным поршнем находится идеальный газ температуру которого повысили на одну и ту же величину «Δ Т» при постоянном давлении, затратив количество теплоты «Qp» = 2, 1 * 10 ^ 4 Дж, а второй раз — при постоянном объеме, сообщив газу количество теплоты «Qv» = 1, 5 * 10 ^ 4 Дж.

Сколько степеней свободы «i» у молекул этого газа?

Трением поршня о стенки цилиндра и изменением объема цилиндра пренебречь.

В вертикальном цилиндре под поршнем массой 10 кг содержится газ объемом 2 л с температурой 300 К?

В вертикальном цилиндре под поршнем массой 10 кг содержится газ объемом 2 л с температурой 300 К.

Какую работу выполнит газ при нагревании на 150 К, если площадь поршня = 50 см2, а атмосфер.

В откачанном пространстве вертикально стоит цилиндрический сосуд, перекрытый сверху подвижным поршнем массыМ?

В откачанном пространстве вертикально стоит цилиндрический сосуд, перекрытый сверху подвижным поршнем массыМ.

Под поршнем находится одноатомный газ при температуре Ти давлении Р.

Внутреннее сечение цилиндра S, высота той части сосуда, в которой находится газ, Н.

Поршень отпустили, он начал двигаться.

Чему равна максимальная скорость, развиваемая поршнем, если газ сжимается адиабатически?

В цилиндре под поршнем находится газ.

Вес поршня равна 6 Н, а площадь его — 20 см2, атмосферное давление — 0, 1 МПа.

Какую дополнительную силу нужно приложить к поршню, чтобы объем газа в цилиндре уменьшился вдвое?

У циліндрі під поршнем знаходиться газ.

Вага поршня дорівнює 6 Н, а площа його – 20 см2 , атмосферний тиск – 0, 1 МПа.

Яку додаткову силу потрiбно прикласти до поршня, щоб об’єм газу в цилiндрi зменшився вдвiчi?

Температура не змінюється.

В вертикальном цилиндре под невесомым поршнем находится идеальный газ?

В вертикальном цилиндре под невесомым поршнем находится идеальный газ.

Поршень может скользить по стенкам сосуда без трения.

Как изменится средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул этого газа, если уменьшить объем газа под поршнем в 2 раза.

В цилиндре под поршнем находится идеальный газ?

В цилиндре под поршнем находится идеальный газ.

Надавливая на поршень, расстояние между поршнем и дном цилиндра уменьшают на треть.

Во сколько раз изменилось давление газа, если его температура поддерживалась постоянноя?

Идеальный одноатомный газ в количестве ν = 0, 09 моль находится в равновесии в вертикальном цилиндре под поршнем массой 5 кг?

Идеальный одноатомный газ в количестве ν = 0, 09 моль находится в равновесии в вертикальном цилиндре под поршнем массой 5 кг.

Трение между поршнем и стенками цилиндра отсутствует.

Внешнее атмосферное давление равно p = 100 кПа.

В результате нагревания газа поршень поднялся на высоту Δh = 4 см, а температура газа поднялась на ΔT = 16 К.

Чему равна площадь поршня?

В цилиндре закрытом легкоподвижным поршнем массой m и площадью s находится газ?

В цилиндре закрытом легкоподвижным поршнем массой m и площадью s находится газ.

Каким станет Объём газа, если цилиндр передвигать вертикально с ускорением a вверх.

Атмосферное давление равно Pо, температура газа постоянна.

На этой странице вы найдете ответ на вопрос В вертикальном цилиндре под подвижным поршнем площадью 40 см ^ 2 находится 1 моль идеального газа при температуре 400К?. Вопрос соответствует категории Физика и уровню подготовки учащихся 5 — 9 классов классов. Если ответ полностью не удовлетворяет критериям поиска, ниже можно ознакомиться с вариантами ответов других посетителей страницы или обсудить с ними интересующую тему. Здесь также можно воспользоваться «умным поиском», который покажет аналогичные вопросы в этой категории. Если ни один из предложенных ответов не подходит, попробуйте самостоятельно сформулировать вопрос иначе, нажав кнопку вверху страницы.

В вертикальном цилиндре под поршнем находится 1 моль идеального газа

В гладком вертикальном цилиндре под подвижным поршнем массой M = 5 кг и площадью S = 100 см 2 находится идеальный одноатомный газ. После сообщения газу некоторого количества теплоты поршень приподнялся на высоту Δh = 5 см над дном цилиндра, а газ нагрелся на ΔT = 30 К. Найдите удельную теплоёмкость газа в данном процессе. Давление в окружающей цилиндр среде равно p₀ = 10 4 Па, масса газа в цилиндре m = 0,12 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 В процессе подвода теплоты в изобарическом процессе будет выполняться соотношение: так что После сообщения газу некоторого количества теплоты температура газа увеличилась на а поршень приподнялся на высоту 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.