Закрытый с обоих концов горизонтальный цилиндр заполнен идеальным газом при температуре

Обновлено: 02.07.2024

Лидеры

JS: 2.13.28
CSS: 4.8.2
jQuery: 3.6.0
DataForLocalStorage: 2022-01-11 20:46:02-standard

Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)

Физика

Образование Технические науки Решение задач

Консультации и решение задач по физике.

Помогите пожалуйста решить задачи:
1.В цилиндре под поршнем находится водород массой 42г при температуре T1=436 К. Газ сначала расширился адиабатически, увеличив объем в 6 раз, а затем был сжат изотермически, причем объем газа уменьшился в пять раз. Найти температуру газа Т2.
2.Закрытый с торцов горизонтальный цилиндр объемом 6 л заполнен идеальным газом под давлением 3МПа и затем разделен легким подвижным поршнем пополам. После этого поршень медленно переместили так, что объем газа в одной из частей цилиндра стал в 2 раза больше объема газа в другой части. Какая работа совершена при перемещении поршня? Процесс считать изотермическим.
3.Найти приращение энтропии 5 молей идеального газа с показателем адиабаты 1,66, если в результате некоторого обратимого процесса объем газа увеличился в 3 раза, а давление уменьшилось в 4 раза.
4.В цилиндре под поршнем находится водород массой 28 г при температуре Т1=370 К. Газ сначала расширился адиабатически, увеличив объем в n раз (n=3), а затем был сжат изотермически с уменьшением объема в пять раз. Найти работу, совершенную газом.

1.В цилиндре под поршнем находится водород массой 42г при температуре T1=436 К. Газ сначала расширился адиабатически, увеличив объем в 6 раз,
а затем был сжат изотермически, причем объем газа уменьшился в пять раз. Найти температуру газа Т2.

При адиабатическом расширении V*T^(Cv/R) = const. Для двухатомного газа Cv/R = 5/2, т.е. V*T^(5/2) = const
V1*T1^(5/2) = V2*T2^(5/2)
T2 = T1*(V1/V2)^(2/5) = 436*(1/6)^(2/5)

2.Закрытый с торцов горизонтальный цилиндр объемом 6 л заполнен идеальным газом под давлением 3МПа и затем разделен легким подвижным поршнем
пополам. После этого поршень медленно переместили так, что объем газа в одной из частей цилиндра стал в 2 раза больше объема газа в другой
части. Какая работа совершена при перемещении поршня? Процесс считать изотермическим.

При изотермическом процессе P = n*R*T*1/V и работа газа по расширению равна A = Integral(P*dV) = n*R*T*ln(V2/V1).
n*R*T = P1*V1, т.е. A = P1*V1*ln(V2/V1) = 3*10^6*6*10^(-3)*ln(2)

3.Найти приращение энтропии 5 молей идеального газа с показателем адиабаты 1,66, если в результате некоторого обратимого процесса объем газа
увеличился в 3 раза, а давление уменьшилось в 4 раза.

S-S0 = n*(Cv*ln(P/P0) + Cp*ln(V/V0))
Cp/Cv = 5/3
Cp = Cv+R
1 + R/Cv = 5/3
Cv = (3/2)R
Cp = (5/2)R
S - S0 = 5*8.31*((3/2)ln(1/4) + (5/2)ln(3))

4.В цилиндре под поршнем находится водород массой 28 г при температуре Т1=370 К. Газ сначала расширился адиабатически, увеличив объем в n
раз (n=3), а затем был сжат изотермически с уменьшением объема в пять раз. Найти работу, совершенную газом.

Как в задаче 1 при адиабатическом расширении
T2 = T1*(V1/V2)^(2/5)
Работа по расширению газа равна уменьшению внутренней энергии: A1 = n*Cv(T1 - T2) = n*(5/2)R*T1(1 - (V1/V2)^(2/5))
Работа в иозтермическом процессе как в задаче 2: A2 = n*R*T2*ln(V3/V2) (работа будет отрицательной, поскольку газ сжимают)
Итого A = n*(5/2)R*T1(1 - (V1/V2)^(2/5)) + n*R*T1*(V1/V2)^(2/5)*ln(V3/V2)
n = m/mu = 28/2 = 14
A = 14*(5/2)*8.31*370*(1 - (1/3)^(2/5)) + 14*8.31*370*(1/3)^2/5*ln(1/5)

Формат ответа: цифра или несколько цифр, слово или несколько слов. Вопросы на соответствие "буква" - "цифра" должны записываться как несколько цифр. Между словами и цифрами не должно быть пробелов или других знаков.

В сосуде объёмом V с жёсткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью S = 2 · 10 -4 м 2 , заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100 Н. Определите какое количество теплоты нужно сообщить системе, чтобы пробка вылетела, если объём сосуда V = 0,5 м 3 . Ответ выразить в кДж.

Вертикально расположенный замкнутый цилиндрический сосуд высотой 50 см разделен подвижным поршнем на две части, в каждой из которых содержится одинаковое количество идеального газа при температуре 361 К. Чему равна масса поршня, если поршень находится на высоте 20 см от дна сосуда, а в каждой части находится 0,5 моль вещества? Толщиной поршня пренебречь. Ответ округлить до целых.

В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление газа p₁ = 4 · 10 5 Па. Расстояние от дна сосуда до поршня равно 0,3 м. Площадь поперечного сечения поршня S = 25 см 2 . В результате медленного нагревания газ получил количество теплоты Q = 1,65 кДж, а поршень сдвинулся на расстояние x = 10 см. Считая, что сосуд находится в вакууме, найдите силу трения, действующую на поршень со стороны стенок.

В камере, заполненной азотом, при температуре T₀ = 300 К находится открытый цилиндрический сосуд (см. рис. 1). Высота сосуда L = 50 см. Сосуд плотно закрывают цилиндрической пробкой и охлаждают до температуры T₁ = 200 К. В результате расстояние от дна сосуда до низа пробки становится равным h (см. рис. 2). Затем сосуд нагревают до первоначальной температуры T₀. Расстояние от дна сосуда до низа пробки при этой температуре становится равным H = 46 см (см. рис. 3). Чему равна высота h? Величину силы трения между пробкой и стенками сосуда считать одинаковой при движении пробки вниз и вверх. Массой пробки пренебречь. Давление азота в камере во время эксперимента поддерживается постоянным. Высоту h выразить в см.

Теплоизолированный цилиндр разделён подвижным теплопроводящим поршнем на две части. В одной части цилиндра находится гелий, а в другой ― ксенон. В начальный момент температура гелия равна 300 К, а аргона ― 700 К, объёмы, занимаемые газами, одинаковы, а поршень находится в равновесии. Во сколько раз изменится объём, занимаемый гелием, после установления теплового равновесия, если поршень перемещается без трения? Теплоёмкостью цилиндра и поршня пренебречь.

В вакууме закреплен горизонтальный цилиндр. В цилиндре находится 0,1 моль гелия, запертого поршнем. Поршень 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 нем. Чему равна масса поршня, если при попадании в него температура газа увеличилась на 70 К? Считать, что за время движения поршня газ не успевает обменяться теплом с сосудом и поршнем. Ответ выразите в граммах и округлить до целых.

две части поршнем так, что по обе его стороны находятся
одинаковые массы одного и того же газа. В начальный момент
объем верхней части в раз превосходит объем нижней, а
температура всюду одинакова и равна . Температуру газа в обеих
частях цилиндра увеличивают до значения . Считая, что трение
между поршнем и стенками цилиндра отсутствует, найдите
отношение объемов

верхней и нижней частей цилиндра в новом
положении равновесия.

Задайте свой вопрос по физике
профессионалам

Другие вопросы на эту тему:

Задача по физике: адиабатный процесс

Подскажите, пожалуйста, в каких случаях процесс без притока тепла не адиабатный?

Решаю такую задачу:

Внутри откачанной до глубокого вакуума установки находится герметичный теплоизолированный цилиндрический сосуд, заполненный идеальным одноатомным газом. Сосуд закрыт сверху теплонепроницаемым поршнем. Газ занимает при этом объем V=150 см3. На поршень ставят гирю в 5 раз большей массы, чем масса поршня. Найти объем газа в новом положении равновесия. Ответ дать в см3.

Как записать закон сохранения энергии?

Задача по физике

Частица массы m находится в прямоугольной потенциальной яме с бесконечно высокими стенками. Ширина ямы равна l. При каких значениях кинетической энергии T частицы относительная неопеределенность ∆T/T будет меньше 0.01?

Помогите. Задача по физике. Нужна срочно!

горизонтальный цилиндр длиной 76 см разделен на две части тонким подвижным поршнем. Правая часть цилиндра заполнена кислородом, а левая углекислым газом. Температуры и массы обоих газов одинаковы. На каком расстоянии от правого конца цилиндра находится поршень

Переменный ток, параллельное соединение. Напряжение одинаково, а почему?

При постоянном токе оно понятно: стационарное поле движущихся зарядов потенциально, и его работа одинакова по любому участку цепи, подключенному к двум данным точкам.

А почему при переменном токе напряжение одинаково на параллельно включенных элементах? Ведь теперь поле движущихся зарядов не стационарно и вряд ли потенциально. Почему же его работа вновь одинакова по любому пути?

Внутренняя энергия макроскопической системы

Медный закрытый сосуд массой 1,5 кг содержит 10 кг льда при температуре -10с. В сосуд впускают водяной пар при температуре 100с при этом в сосуде устанавливается температура 35 с. Чему равна масса пара, введенного в сосуд? Удельная теплоемкость льда равна 2,1* 10^3Дж/кг * К; удельная теплоемкость меди равна 380 Дж/кг*К.

Читайте также: