Во сколько раз увеличится давление газа в цилиндре если поршень (7 видео)

Привет все м форумчанам. Я учусь в 10 классе Заочного Физико-Математического Лицея «Авангард». Уже второй раз сталкиваюсь с несостыковкой в ответе при решении задач. Я уже отправил письмо по e-meil’у с просьбой пояснить такие расхождения в ответах. Проверьте меня в решении такой простецкой задачи.

Условие: Во сколько раз изменится давление воздуха в цилиндре, если поршень переместить на l/3 влево? вправо?

Мое решение:
Решаю данную задачу по закону Бойля-Мариотта.
Дано: p0-начальное давление в цилиндре
l-начальная расстояние поршня от дна цилиндра
Найти:р1-давление при сдвиге поршня влево на l/3
р2-давление при сдвиге поршня вправо на l/3
Решение:
Значит решаю данну задачу так.
При неподвижном поршне V0=l*S, где S-площадь основания цилиндра
1)При сдвиге поршня влево p0*V0=p1*V1, V1=(l-l/3)S=2/3*l*S
Тогда p0*l*S=p1*2/3*l*S
p0=2/3*p1
2*p1=3*p0
p1=1,5*p0 — следовательно давление возросло в 1,5 раза(этот ответ у меня сходится)
2)При сдвиге поршня вправо p0*V0=p2*V2, V2=(l+l/3)S=4/3*l*S
Тогда p0*l*S=p2*4/3*l*S
p0=4/3*p2
4*p2=3*p0
p2=0,75*p0 — следовательно давление уменьшилось в 0,75 раз(. этот ответ у меня и не сходится, в ответе задачника давление уменьшилось в 1,33 раза, так может получиться только, если 4 разделить на тройку, но по формулам такое сделать нельзя, т.к. мы находим именно p2)

З.Ы. Я считаю, что решил задачу правильно. а этот косяк в книжке уже второй после Про линейки и температуру

Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ здесь.

На сколько переместится поршень при нагревании воздуха на 20 С?
Температура воздуха в цилиндре 7 С, расстояние между дном цилиндра и поршнем 14 см. На сколько (в.

Каково будет давление в цилиндре, если объем при той же температуре уменьшить в 10 раз?
В цилиндре объемом V = 10 дм3 под поршнем находится влажный воздух при температуре t = 20 °C и.

На какой высоте давление воздуха будет в n раз меньше?
Давление воздуха у поверхности Земли равно р0. На какой высоте давление воздуха будет в n раз.

На какой высоте давление воздуха составляет 60% от давления на уровне моря?
Подскажите, как решить ? На какой высоте давление воздуха составляет 60% от давления на уровне.

Содержание

Во сколько раз изменится давление газа в цилиндре, если поршень изотермически сдвинуть внутрь на ¼ длины цилиндра?
Во сколько раз увеличится давление газа в цилиндре если поршень
Во сколько раз увеличится давление газа в цилиндре если поршень
💡 Видео

Видео:Физика 7 Давление газаСкачать

Во сколько раз изменится давление газа в цилиндре, если поршень изотермически сдвинуть внутрь на ¼ длины цилиндра?

Конечный объем V2 = V1 — ¼ V1 = 3/4 V1

Начальное давление газа р1

Конечное давление газа р2

В изотермическом процессе согласно закону Бойля-Мариотта

Ответ: давление увеличится в 4/3 раза.

14 = A +0 ; A = 14
6 = Z -1 ; Z = 7

1) v=s1/t = 0.5 m/c
2) v0=s2/t=0.3 m/c

В задаче надо написать уравнение теплового баланса. 20 литров воды получили эенергию, равную произведению это массы на теплоёмкость воды на разницу температур (она известна). Сколько-то литров горячей воды эту же энергию отдали (там, правда, ДРУГАЯ разница температур). Так что сналала считаете, сколько НАДО, а потому — склолько надо взять горячей воды, чтоб получить вот стольлко энергии.

Во второй задаче надо знать теплотворную способность дров (она же — удельная теплота сгорания) и просто умножить её на массу дрво (по счастью, ровно 1). А изменение температуры равно этой энергии делить на массу воды и делить на её удельную тепло

Видео:Физика 7 класс Давление газа Закон ПаскаляСкачать

Во сколько раз увеличится давление газа в цилиндре если поршень

Высокий вертикальный цилиндр закрыт тонким поршнем массой 2 кг и площадью 200 см 2 . Под поршнем находится идеальный газ. Атмосферное давление над поршнем равно 101 кПа, расстояние между дном цилиндра и поршнем 1 м. Цилиндр перевернули так, что поршень оказался снизу, но не выпал из цилиндра. На сколько увеличилось расстояние между дном цилиндра и поршнем в состоянии равновесия? Температура газа в исходном и конечном состоянии одинакова. (Ответ дайте в сантиметрах.)

Читайте также: Замена переднего тормозного цилиндра рено логан

В первом случае давление газа в цилиндре равно

Во втором случае давление газа в цилиндре равно

Объем цилиндра связан с площадью и высотой цилиндра

Процесс изотермический и, согласно уравнению Менделеева — Клапейрона, справедливо

Таким образом, расстояние между дном цилиндра и поршнем увеличилось на 2 см.

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.

Видео:Урок 45 (осн). Давление газаСкачать

Во сколько раз увеличится давление газа в цилиндре если поршень

Вертикально расположенный замкнутый цилиндрический сосуд высотой 50 см разделен подвижным поршнем весом 110 Н на две части, в каждой из которых содержится одинаковое количество идеального газа при температуре 361 К.

Сколько молей газа находится в каждой части цилиндра, если поршень находится на высоте 20 см от дна сосуда? Толщиной поршня пренебречь.

Запишем уравнения состояния газа верхней и нижней частей:

где и — объёмы верхней и нижней частей (S — площадь сечение поршня, Н — высота сосуда, h — высота, на которой находится поршень). Условие равновесия поршня:

Подставляя выражения (1) в (2), получим для количества молей газа

а как правильно в данном случае вывести условие равновесия?

Чтобы вывести условие равновесия поршня, необходимо рассмотреть все силы, действующие на него. На поршень действует три силы: сила давления газа снизу (она направлена вверх), сила давления газа сверху (она направлена вниз) и сила тяжести (эта сила в данном случае равна весу тела и, естественно, направлена вниз). Так как поршень находится в равновесии, его ускорение равно нулю, а значит, по второму закону Ньютона равнодействующая всех сил на него должна быть равна нулю. Спроектируем все вышеописанные силы на вертикальную ось, направленную вниз, получаем: .

Вес — это сила, с которой тело давит на опору (в данном случае на газ снизу). Но на поршень давит газ сверху. Не будет ли правильно считать, что поршень имеет вес P = mg + ps (p — давление газа сверху).

Лучше говорить о силах, действующих на поршень, и использовать условие его равновесия.

В сосуде, закрытом подвижным поршнем, находятся в равновесии вода и водяной пар. Объём сосуда очень медленно уменьшают, опуская поршень из положения 1 в положение 2.

График зависимости давления в сосуде от объёма правильно показан на рисунке

Поскольку, согласно условию, водяной пар находится в состоянии теплового равновесия с водой, заключаем, что это насыщенный пар. Давление насыщенного пара зависит только от температуры. Так как поршень двигают медленно, в каждый момент успевает установиться тепловое равновесие. Роль термостата играет окружающая среда. Таким образом, описанный в задаче процесс идет изотермически, а значит, давление пара в сосуде остается неизменным (его излишки конденсируют в воду).

если процесс идет изотермический значит ответ №1?

Будьте внимательнее, в сосуде не идеальный газ, а жидкость, находящаяся в равновесии со своим паром

Если процесс изотермический, значит температура постоянная а не давление, и тогда почему 3 ответ правильный ?

Системы могут быть самые разные, поэтому не спешите применять законы, справедливые только для идеального газа. Посмотрите предыдущий комментарий и еще раз внимательно прочитайте решение.

В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ. Поршень может перемещаться в сосуде без трения. На дне сосуда лежит стальной шарик (см. рисунок). В сосуд закачивается ещё такое же количество газа при неизменной температуре. Как изменится в результате этого объём газа, его давление и действующая на шарик архимедова сила?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Обьем газа

Давление газа

Архимедова сила

В начальном и конечном состояниях поршень покоится, а значит, полная сила, действующая на него, равна нулю. Отсюда делаем вывод, что давление не изменяется ().

Для газа в сосуде выполняется уравнение состояния Клапейрона — Менделеева: Увеличение количества вещества газа при неизменных температуре и давлении приведет к увеличению объема.

Сила Архимеда определяется плотностью среды, в которую помещено тело (). Поскольку плотность газа не изменяется сила Архимеда не изменяется.

В условии задачи не сказано, что поршень покоится в начальном и конечном состоянии

Поршень будет иметь устойчивое положение равновесия. Именно об этом и идет речь в решении. А в процессе перехода из начального положения в конечное позиция поршня изменяется

В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ. Поршень может перемещаться в сосуде без трения. На дне сосуда лежит стальной шарик (см. рисунок). Газ охладили. Как изменится в результате этого объём газа, его давление и действующая на шарик архимедова сила?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Обьем газа

Давление газа

Архимедова сила

Поршень подвижный, следовательно, давление газа не изменяется и равно атмосферному. При изобарном процессе для газа выполняется закон Гей-Люссака (). Следовательно, при охлаждении объем газа уменьшится.

Сила Архимеда определяется плотностью среды, в которую помещено тело (). При сжатии плотность газа увеличивается. Таким образом, увеличивается и сила Архимеда, действующая на шар.

Воздух медленно сжимают в цилиндре под поршнем. Стенки цилиндра и поршень изготовлены из тонкого, но прочного металла. Какое из приведённых ниже уравнений точнее всего описывает процесс, происходящий при этом с воздухом под поршнем?

Воздух в цилиндре можно приближенно считать идеальным газом. Поскольку поршень опускают медленно, а стенки цилиндра не теплоизолированны, то в любой момент времени успевает установиться тепловое равновесие между газом внутри и окружающей средой. Следовательно, сжатие происходит при постоянной температуре. Согласно закону Бойля-Мариотта:

В цилиндре с тонкими, но прочными металлическими стенками, находится воздух. Придерживая цилиндр, поршень медленно поднимают вверх. Какое из приведённых ниже уравнений точнее всего описывает процесс, происходящий при этом с воздухом под поршнем?

Воздух в цилиндре можно приближенно считать идеальным газом. Поскольку поршень поднимается медленно, а стенки цилиндра не теплоизолированны, то в любой момент времени успевает установиться тепловое равновесие между газом внутри и окружающей средой. Следовательно, расширение происходит при постоянной температуре. Согласно закону Бойля — Мариотта:

Вертикальный цилиндр закрыт горизонтально расположенным поршнем массой 1 кг и площадью 0,02 м 2 , который может свободно перемещаться. Под поршнем находится 0,1 моля идеального одноатомного газа при некоторой температуре Над поршнем находится воздух при нормальном атмосферном давлении. Сначала газу сообщили количество теплоты 3 Дж, потом закрепили поршень и охладили газ до начальной температуры При этом давление газа под поршнем стало равно атмосферному. Чему равна температура ? Ответ укажите в кельвинах с точностью до десятков.

Поскольку поршень может свободно двигаться, процесс передачи тепла газу происходит при постоянном давлении:

Согласно первому началу термодинамики, переданное газу тепло идет на изменение его внутренней энергии и на работу против внешних сил:

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

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

Таким образом, для температуры имеем

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

Объем уменьшился в результате процесса, поэтому pV0=1,2pa(V0-dV)

Автор решения принял и

Горизонтальный хорошо теплопроводящий цилиндр, разделённый подвижными поршнями площадью S = 100 см 2 на 5 отсеков содержит в них одинаковые количества идеального газа при температуре окружающей среды и под давлениями, равными давлению p_а = 10 5 Па окружающей цилиндр атмосферы (см. рисунок). Каждый поршень сдвигается с места, если приложенная к нему горизонтальная сила превышает силу сухого трения F_тр = 2 Н. К самому левому поршню прикладывают горизонтальную силу F, медленно увеличивая её по модулю. Какого значения достигнет F, когда объём газа в самом правом, 5-м отсеке цилиндра уменьшится в n = 2 раза? Процессы изменения состояния газов в отсеках цилиндра считать изотермическими.

Поскольку процесс медленный, то в каждый момент времени вся система находится в равновесии, и сумма горизонтальных проекций всех сил, действующих на любую её часть, равна нулю.

Для того чтобы объём отсека № 5 уменьшался, все поршни, очевидно, должны двигаться, и при этом на каждый из них будет действовать сила трения направленная влево.

Согласно закону Бойля — Мариотта, при изотермическом процессе в пятом отсеке произведение его объёма на давление в нем должно оставаться неизменным: откуда следует, что в конце процесса при объёме давление в этом отсеке будет равно При этом на правый поршень со стороны газа в пятом отсеке будет действовать сила направленная влево.

Рассмотрим теперь систему, состоящую из всех пяти поршней и четырёх отсеков (№№ 1—4) с газом между этими поршнями. В конце процесса сжатия газа в пятом отсеке на эту систему в равновесии действуют слева направо сила и сила атмосферного давления а справа налево — 5 сил трения и сила давления газа в пятом отсеке Эти силы уравновешивают друг друга, и по второму закону Ньютона: