В вертикально расположенном цилиндре под невесомым поршнем находится газ. Бесплатный доступ к решению задач

Реферат.Справочник
Решенные задачи по физике
В вертикально расположенном цилиндре под невесомым поршнем находится газ

В вертикально расположенном цилиндре под невесомым поршнем находится газ .pdf

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

Условие

В вертикально расположенном цилиндре под невесомым поршнем находится газ. Расстояние от поршня до дна цилиндра h = 70,2 см, диаметр поршня d = 6,3 см. На какое расстояние опустится поршень, если на него поставить гирю массой m = 2,4 кг? Атмосферное давление 105 Па. Процесс сжатия газа изотермический. Ускорение свободного падения g = 10 м/с2. Ответ укажите в см. Дано: h = 70,2 см = 0,702 м d = 6,3 см = 0,063 м m = 2,4 кг р = 105 Па T = const Найти: Δh

Ответ

∆h=5 см

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

В данном случае происходит изменение объема газа и, как следствие, изменение его давления. Процесс происходит изотермически. Рассмотрим условие равновесия поршня в каждом случае:
p1S=p0S
p2S=mg+p0S
p2S-p1S=mg+p0S-p0S
p2-p1=mgS,
p2-p1=mgS
p2=p1+mgS
Из закона Бойля-Мариотта p1V1=p2V2,
где объем газа равен V1=Sh, V2=Sh-∆h, тогда
p1Sh=p2S(h-∆h),
p1h=p2(h-∆h),
p1h=p1+mgS(h-∆h),
p1h=p1h-p1∆h+mghS-mg∆hS,
p1∆h+mg∆hS=mghS
p1+mgS∆h=mghS
∆h=mghSp1+mgS=mghSp0+mgS=mghp0S+mg,
где площадь поршня S=πd24
∆h=mghp0πd24+mg=4mghp0πd2+4mg
∆h=4∙2,4∙10∙0,702105∙3,14∙0,0632+4∙2,4∙10=0,05 м=5 см
Ответ: ∆h=5 см

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу