Некоторая масса сухого воздуха поднимается в атмосфере в широком потоке такого же воздуха. Бесплатный доступ к контрольной работе

Реферат.Справочник
Контрольные работы по физике
Некоторая масса сухого воздуха поднимается в атмосфере в широком потоке такого же воздуха

Некоторая масса сухого воздуха поднимается в атмосфере в широком потоке такого же воздуха .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Некоторая масса сухого воздуха поднимается в атмосфере в широком потоке такого же воздуха; теплообмен этой массы с внешними телами отсутствует. Каково изменение температуры воздуха при подъеме на высоту 500 м? Теоретические сведения Для адиабатного процесса справедливо уравнение Пуассона: pV=const. Здесь p – давление газа, V – его объем, – показатель адиабаты. По определению, показатель адиабаты равен отношению молярных теплоемкостей газа в процессах при постоянном давлении и постоянном объеме: =СpCV. Для идеального газа Сp=i+22R; СV=i2R; где i – число степеней свободы молекул газа следовательно: =i+2i. Изменение давления атмосферы с высотой описывается барометрической формулой: p=p0e-μghRT Здесь p0 – давление на поверхности земли, h – высота над поверхностью, µ = 2910-3 кг/моль молярная масса воздуха, g=9,8 м/с – ускорение свободного падения, T – температура по шкале Кельвина, которая при выводе формулы считается неизменной. T Дано: h = 500 м µ = 2910-3 кг/моль i = 5

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

Так как теплообмена с внешними телами нет, то процесс, происходящий с воздухом – адиабатный, описывается уравнением Пуассона:
pV=const.
Чтобы перейти к параметрам p и T, воспользуемся уравнением Менделеева – Клапейрона:
(T1 – T2) –?
pV=RT,
где – число молей газа, R – универсальная газовая постоянная.
Тогда:
p·T1-=const.
Для двух состояний системы:
p1T11-=p2T21-.
Здесь p1 и T1 давление и температура сухого воздуха из потока вблизи земли, а p2 и T2 – на высоте h.
Показатель адиабаты
=i+2i.
Воздух состоит в основном из двухатомных молекул с жесткой связью, поэтому для него можно с высокой степенью точности считать, что число степеней свободы молекул i = 5:
=5+25=75=1,4.
При медленном подъеме сухой воздух будет в любой момент времени иметь такое же давление, как и в окружающей его атмосфере
Чтобы найти давление атмосферы на высоте h, воспользуемся барометрической формулой, предполагая, что температура окружающей атмосферы не меняется при заданных в задаче изменениях высоты и имеет среднее значение Tат = 273 К:
p2=p1e-μghRTат
Тогда
p1T11-=p1e-μghRTатT21-.
T2T1-1=e-μghRTат;
T2T1=e-μghRTат·-1
Проверка размерности степени
μghRTат·-1=μghRTат=кгмоль·мс2·мДжмоль·К·К=кг·мс2·мН·м=кг·мс2·мкг·мс2·м=1.
Вычисления
T2T1=e-0,029·9,8·5008,31·273·1,4-11,4=e-0,0179=0,982
Оценка изменения температуры:
Если положить T1=273К, то
T1-T2=T1-0,982T1=0,018T1=0,018·273К 5 К.
Вывод: T1-T2 5 К

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу

Некоторая масса сухого воздуха поднимается в атмосфере в широком потоке такого же воздуха

Условие

Решение

Азот массой m=0 1 кг был изобарически нагрет от температуры Т1= 200 К до температуры Т2=400 К

Какова средняя арифметическая скорость молекул кислорода при давлении 100 кПа, если известно, что средняя длина свободного пробега

Камень бросили с начальной скоростью 10 м/с под углом 60˚ к горизонту с высоты 1 м от поверхности земли