В откачанном пространстве вертикально стоит цилиндрический сосуд, перекрытый сверху подвижным поршнем массыМ?

Физика | 10 - 11 классы

В откачанном пространстве вертикально стоит цилиндрический сосуд, перекрытый сверху подвижным поршнем массыМ.

Под поршнем находится одноатомный газ при температуре Ти давлении Р.

Внутреннее сечение цилиндра S, высота той части сосуда, в которой находится газ, Н.

Поршень отпустили, он начал двигаться.

Чему равна максимальная скорость, развиваемая поршнем, если газ сжимается адиабатически?

Ответить на вопрос
Ответы (1)
Mishasmolyanko 16 янв. 2020 г., 10:29:15

При достижении поршнем максимальной скорости

$Mg=P_{1}S$

$P_{1}$ - давление газа в момент достижения максимальной скорости

Для нахождения максимальной скорости распишем изменение кинетической энергии

(ее изменение - это работа всех сил, действующих на поршень)

$\frac{1}{2}Mv^2=Mg(H-H_{1})+A$

$H_{1}$ - высота поршня при достижении максимальной скорости

A - это работа газа при уменьшении объема.

Высота поршня и объем газа пропорциональны :

$\frac{H}{H_{1}}=\frac{V}{V_{1}}$

V₁ - объем в момент достижения макс.

Скорости

Тогда

$\frac{1}{2}Mv^2=MgH(1-\frac{V_1}{V})+A$

Учитывая, что газ сжимается адиабатически, применяем уравнение Пуассона

$PV^k=P_1V_1^k$

k = 5 / 3 - для одноатомного газа

$\frac{V_1}{V}=(\frac{P}{P_1})^{\frac{1}{k}}=(\frac{PS}{Mg})^\frac{1}{k}$

Работа газа при адиабатическом сжатии

$A = \frac{PV}{k-1}(1-(\frac{V}{V_1})^{k-1})=\frac{3}{2}MgH(\frac{PS}{Mg})^\frac{3}{5}(1-(\frac{Mg}{PS})^\frac{2}{5})$

Полученное подставляем в уравнение для скорости и находим ее

$v=\sqrt{2gH(1-\frac{5}{2}(\frac{PS}{Mg})^\frac{3}{5}+\frac{3}{2}\frac{PS}{Mg})}$.

LerilubPaq 1 дек. 2020 г., 22:04:43 | 5 - 9 классы

В стеклянном сосуде под поршнем находится газ?

В стеклянном сосуде под поршнем находится газ.

Как, не меняя плотности этого газа, увеличить его давление?

R1nz0r 23 нояб. 2020 г., 05:10:01 | 5 - 9 классы

В вертикальном цилиндре под подвижным поршнем площадью 40 см ^ 2 находится 1 моль идеального газа при температуре 400К?

В вертикальном цилиндре под подвижным поршнем площадью 40 см ^ 2 находится 1 моль идеального газа при температуре 400К.

Определить в литрах объем газа, если масса поршня равна 40кг, а атмосферное давление 100кПа.

Трением поршня о стенки цилиндра пренебречь.

Asya635 6 февр. 2020 г., 00:29:34 | 10 - 11 классы

В цилиндрическом сосуде под поршнем находится идеальный газ?

В цилиндрическом сосуде под поршнем находится идеальный газ.

В начальном состоянии поршень находится на ывысоте р.

На сколько изменится его высота при увеличении внутренней энергии газа в 2 раза?

Masha70200 9 авг. 2020 г., 09:55:37 | 5 - 9 классы

В сосуде под поршнем находится газ?

В сосуде под поршнем находится газ.

Немного опустив поршень, газ сжали.

Как изменилась его плотность и давление?

Sofjacirkunova 2 авг. 2020 г., 21:59:17 | 10 - 11 классы

В сосуде с подвижным поршнем находится газ некоторой массы?

В сосуде с подвижным поршнем находится газ некоторой массы.

Газ сжали до вдвое меньше объема.

Как изменилось его давление если температура газа при сжатия не изменилась?

Orxangeo1998 18 апр. 2020 г., 12:37:30 | 10 - 11 классы

В вертикальном цилиндре под невесомым поршнем находится идеальный газ?

В вертикальном цилиндре под невесомым поршнем находится идеальный газ.

Поршень может скользить по стенкам сосуда без трения.

Как изменится средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул этого газа, если уменьшить объем газа под поршнем в 2 раза.

Arsench 11 мая 2020 г., 10:58:35 | 1 - 4 классы

В цилиндре под поршнем находится идеальный газ?

В цилиндре под поршнем находится идеальный газ.

Надавливая на поршень, расстояние между поршнем и дном цилиндра уменьшают на треть.

Во сколько раз изменилось давление газа, если его температура поддерживалась постоянноя?

Mamedovas929 16 мая 2020 г., 01:20:37 | 5 - 9 классы

В стеклянном сосуде под поршнем находится газ?

В стеклянном сосуде под поршнем находится газ.

Как, не меняя плотности этого газа, увеличить его давление?

Muzaserikova 6 мая 2020 г., 23:52:30 | 10 - 11 классы

Идеальный одноатомный газ в количестве ν = 0, 09 моль находится в равновесии в вертикальном цилиндре под поршнем массой 5 кг?

Идеальный одноатомный газ в количестве ν = 0, 09 моль находится в равновесии в вертикальном цилиндре под поршнем массой 5 кг.

Трение между поршнем и стенками цилиндра отсутствует.

Внешнее атмосферное давление равно p = 100 кПа.

В результате нагревания газа поршень поднялся на высоту Δh = 4 см, а температура газа поднялась на ΔT = 16 К.

Чему равна площадь поршня?

Kрутейшая 13 нояб. 2020 г., 04:10:11 | 5 - 9 классы

Вертикально расположенный замкнутый цилиндрический сосуд высотой 50 см разделен подвижным поршнем весом 110 Н на две части , в каждой из которых содержится по 0, 002 моль идеального газа При какой тем?

Вертикально расположенный замкнутый цилиндрический сосуд высотой 50 см разделен подвижным поршнем весом 110 Н на две части , в каждой из которых содержится по 0, 002 моль идеального газа При какой температуре поршень будет находиться на высоте 20 см от дна сосуда ?

Толщиной поршня пренебречь.

На этой странице сайта вы найдете ответы на вопрос В откачанном пространстве вертикально стоит цилиндрический сосуд, перекрытый сверху подвижным поршнем массыМ?, относящийся к категории Физика. Сложность вопроса соответствует базовым знаниям учеников 10 - 11 классов. Для получения дополнительной информации найдите другие вопросы, относящимися к данной тематике, с помощью поисковой системы. Или сформулируйте новый вопрос: нажмите кнопку вверху страницы, и задайте нужный запрос с помощью ключевых слов, отвечающих вашим критериям. Общайтесь с посетителями страницы, обсуждайте тему. Возможно, их ответы помогут найти нужную информацию.