задачи про газы

Сообщение №43169 от V0sk 31 января 2006 г. 18:28
Тема: задачи про газы

Один конец цилиндрической трубки длины l=25 см и радиуса r=1см закрыт пробкой, а вдругой вставлен поршень, который медленно вдвигают в трубку. Когда поршень подвинется на расстояние ^l(дельтаl=8см, пробка вылетает. Считая температуру неизменной, найти силу трения F пробки о стенки трубки в момент вылета пробки. Атмосферное давление p0=0,1 МПа.
Помогите решить, проблема в том, что я не знаю как мне записать давление на газ когда поршень уже вдвинут! куда и скаким знаком мне девать эту F?, изначальное уравнение проблем не вызывает. Ответ 46Н, окончательная формула F=p0пи(3,14)r(в квадрате)l/(l-дельтаl) - извините что так пишу просто не знаю как здесь поставить деьта, пи и индекс поменять.

еще такая задача
открытую с обоих концов трубку длины L=2м погружают в вертикальном положении на половину ее длины в сосуд с ртутью. В трубку вдвигают поршень. На каком расстоянии l от поверхности ртути в сосуде должен находиться поршень, чтобы уровень ртути в трубке опустился на величину h=1м? Плотность ртути p(ро)=13,6*10(в кубе) кг/м(кубич) Атмосферное давление p0=0,1 МПА.
окончательная формула l=Lp0/[2(p0+p(ро)gh)]-h=-57 см
здесь как ни старался опять формулу при впихивании поршня написать не могу

дальше две задачи там вообще труба
В трубке длины L=1,73м, заполненной газом, находится столбик ртути длины h=30мм. Когда трубка расположена вертикально, ртуть делит трубку на две равные части. Давление газа над ртутью p=8кПа. На какое расстояние l сдвинется ртуть, если трубку положить горизонтально? Плотность ртути равна p(ро)=13,6*10(в кубе) кг/м(кубич).

и последняя
В объеме V=4л=4*10(в минус 3 степени)м(кубич)[сразу перевел :))] находится масса m=0,012кг газа при температуре T=450К. При какой температуре T' плотность этого газа p'=6кг/м(кубич)? Давление считать постоянным.

Эх вот такие вот задачки! Парился долго, рисовал все и как только можно, но все равно что-то не понимаю, помогите пожалуйста! Если это поможет то задачи с книги
"Задачи по Физике" Г.А. Бендриков, Б. Б. Буховцев, Керженцев и Мякишев
для поступающих в ВУЗы. Заранее огромное спасибо!


Отклики на это сообщение:

> В трубке длины L=1,73м, заполненной газом, находится столбик ртути длины h=30мм. Когда трубка расположена вертикально, ртуть делит трубку на две равные части. Давление газа над ртутью p=8кПа. На какое расстояние l сдвинется ртуть, если трубку положить горизонтально? Плотность ртути равна p(ро)=13,6*10(в кубе) кг/м(кубич).

Давление под столбиком равно давлению над столбиком плюс ro*g*h.
В горизонтальном положении нижний газ расширится, а верхний сожмется. Для каждого газа можно записать закон Бойля-Мариотта (считаем, что газы не теплоизолированы).
Тогда для нижнего газа (P+po*g*h)*(L-h)/2=P1((L-h)/2+x)
Для верхнего газа (P)*(L-h)/2=P1((L-h)/2-x)
При этом конечное давление обоих газов будет равно.

> и последняя
> В объеме V=4л=4*10(в минус 3 степени)м(кубич)[сразу перевел :))] находится масса m=0,012кг газа при температуре T=450К. При какой температуре T' плотность этого газа p'=6кг/м(кубич)? Давление считать постоянным.

Из Клапейрона-Менделеева P=ro/mu*RT. Тогда при P=Const T'/T=ro/ro'. А начальную плотность газа находим из условий.

До встречи, AID.


> Один конец цилиндрической трубки длины l=25 см и радиуса r=1см закрыт пробкой, а вдругой вставлен поршень, который медленно вдвигают в трубку. Когда поршень подвинется на расстояние ^l(дельтаl=8см, пробка вылетает. Считая температуру неизменной, найти силу трения F пробки о стенки трубки в момент вылета пробки. Атмосферное давление p0=0,1 МПа.
> Помогите решить, проблема в том, что я не знаю как мне записать давление на газ когда поршень уже вдвинут! куда и скаким знаком мне девать эту F?, изначальное уравнение проблем не вызывает. Ответ 46Н, окончательная формула F=p0пи(3,14)r(в квадрате)l/(l-дельтаl) - извините что так пишу просто не знаю как здесь поставить деьта, пи и индекс поменять.

У меня получился другой ответ почему-то. Может я не так понял про величину смещения поршня? Понял так, что мнжду пробкой и порщнем расстояние стало 17см.
Абсолютное давление в трубке будет во столько раз больше атмосферного, во сколько раз уменьшился объем газа в ней, т.к. P*V=Const. Объем уменьшится пропорционально расстоянию, т.е. в 25/17=1,47 раз, тогда давление увеличится в 1,47 раз. Избыточное давление, по сравнению с атмосферным, будет 1,47 - 1 = 0,47 атм. Именно избыточное давление нужно учитывать, т.к. на пробку внутри давит 1,47 атм, а снаружи давит 1 атмосфера плюс сила трения. 1 атм = 9,81 Н/кв.см. Сила F=S*P=3,14*9,81*0,47=14 H.

> еще такая задача
> открытую с обоих концов трубку длины L=2м погружают в вертикальном положении на половину ее длины в сосуд с ртутью. В трубку вдвигают поршень. На каком расстоянии l от поверхности ртути в сосуде должен находиться поршень, чтобы уровень ртути в трубке опустился на величину h=1м? Плотность ртути p(ро)=13,6*10(в кубе) кг/м(кубич) Атмосферное давление p0=0,1 МПА.
> окончательная формула l=Lp0/[2(p0+p(ро)gh)]-h=-57 см
> здесь как ни старался опять формулу при впихивании поршня написать не могу

Можно сразу сослаться на то что всем известно: 1атм=760мм.рт.ст.
Нужно создать избыточное давление в трубке, равное давлению столбика ртути высотой 1м, это будет 1000/760=1,315 атм. Абсолютное давление в трубке должно быть 1,315 + 1 = 2,315 атм. Нужно уменьшить объем газа в трубке в 2,315 раза, он пропорционален длине. Был 1м заполнен воздухом, уменьшим длину в 2,315, будет 0,43м от нижнего конца трубки, так как воздух там будет граничить с ртутью. Тогда поршень будет от середины трубки, что соответствует уровню ртути, на 100-43=57см.

> дальше две задачи там вообще труба
> В трубке длины L=1,73м, заполненной газом, находится столбик ртути длины h=30мм. Когда трубка расположена вертикально, ртуть делит трубку на две равные части. Давление газа над ртутью p=8кПа. На какое расстояние l сдвинется ртуть, если трубку положить горизонтально? Плотность ртути равна p(ро)=13,6*10(в кубе) кг/м(кубич).

8 кПа= 60мм.рт.ст. Будем давления выражать в мм.рт.ст. Давления абсолютные, так как трубка с атмосферой не сообщается.
Столбик ртути всего 3см длиной, газом заполнены по 85см трубки. Когда положим трубку горизонтально, ртуть сдвинется так, чтобы сравнялись давления в левой и правой частях трубки. В левой было 60 мм.ртст, в правой 60+30 = 90 ммртст. Давления отличаются в полтора раза. Ртуть переместится влево приблизительно в 1,25 от половины трубки, чтобы давления сравнялись. Проверяем: Слева было 85см, станет 85/1,25=68см, проверяем: 60мм*85/68=75ммртст. Справа останется 102см, давление станет: 90мм*85/102=75 ммртст. Сошлось. Ртуть переместилась на 17см.

> и последняя
> В объеме V=4л=4*10(в минус 3 степени)м(кубич)[сразу перевел :))] находится масса m=0,012кг газа при температуре T=450К. При какой температуре T' плотность этого газа p'=6кг/м(кубич)? Давление считать постоянным.

НЕ совсем понятная задача. Посчитаем плотность газа: 0,012/0,004= 3 кг/куб.м. Чтобы увеличить плотность газа до 6кг/кубм, нужно уменьшить объем в 2 раза. Чтобы давление осталось тем же, нужно охладить газ, то есть уменьшить абсолютную температуру в 2 раза, до 225 К. Все пропорции строим из уравнения P*V=R*T.

> Эх вот такие вот задачки! Парился долго, рисовал все и как только можно, но все равно что-то не понимаю, помогите пожалуйста! Если это поможет то задачи с книги
> "Задачи по Физике" Г.А. Бендриков, Б. Б. Буховцев, Керженцев и Мякишев
> для поступающих в ВУЗы. Заранее огромное спасибо!

Раз так трудно наука даётся, старайтесь упрощать условия в задачах. Видите, приходится выражать единицы измерения в более удобных, чем дано в условии. Запомнить более простые газовые законы V1/V2=P2/P1 при T=соnst, V1/V2=T1/T2 при P=const, P1/P2=T1/T2 при V=const. Всегда проще решать не в общем виде, а последовательно отвечать на вопросы арифметическими действиями, пусть даже лишними.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100