Вертикально расположенном цилиндре находится воздух массой 10г (2 видео)

Содержание

Вертикально расположенном цилиндре находится воздух массой 10г
Вертикально расположенном цилиндре находится воздух массой 10г
Решение задач по теме Уравнение Клапейрона- Менделеева 10 физика профиль
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Современные педтехнологии в деятельности учителя
Оставьте свой комментарий
Подарочные сертификаты
📸 Видео

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

Вертикально расположенном цилиндре находится воздух массой 10г

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:В пробирке под столбиком ртути заперт влажный воздухСкачать

Вертикально расположенном цилиндре находится воздух массой 10г

Под поршнем массой m = 10 кг и площадью S = 50 см 2 в сосуде находится газ. Сосуд сначала неподвижен. Затем сосуд начинают поднимать вертикально вверх с ускорением a = 1 м/c 2 . Когда поршень стал неподвижен относительно сосуда, высота столба газа в сосуде уменьшилась на 5 %. Найдите внешнее давление. Процесс считать изотермическим.

Газ разреженный, поэтому его можно считать идеальным.

Запишем отношения объёмов до и после движения сосудов: По уравнению Менделеева-Клапейрона: Откуда:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — уравнение Менделеева-Клапейрона, первое начало термодинамики и выражение для внутренней энергии газа):

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

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III -представлены не в полном объёме или отсутствуют.

При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

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

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 профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

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

Минобрнауки утвердило перечень олимпиад для школьников на 2021-2022 учебный год

Минобрнауки предложило вузам перевести студентов на удаленку

В Хабаровске утвердили дополнительные школьные каникулы

Фальков поручил проверить знания студентов после нерабочих дней

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.