Расчет массы и объема тела

Таким образом, получая выигрыш в силе в 2 раза, проигрывают в 2 раза в пути, следовательно, и подвижный блок, на дает выигрыша в работе. 5.39 В сосуде объемом V = 4 л находится масса m = 1 г водорода. 32.10. Один моль идеального газа совершает процесс 1 – 2 – 3 (рис.). Чтобы вычислить мощность, надо работу разделить на время, в течение которого совершена эта работа.

На графике p = f(V) при изобарном процессе работа равна площади заштрихованного на рисунке 2, а прямоугольника. Таким образом, газ при расширении совершает работу.

В физике понятие работа несколько иное. Это определенная физическая величина, а значит, ее можно измерить. В физике изучается прежде всего механическая работа. При выстреле из ружья сила давления пороховых газов совершает работу — перемещает пулю вдоль ствола, скорость пули при этом увеличивается. Желая передвинуть шкаф, мы с силой на него надавливаем, но если он при этом в движение не приходит, то механической работы мы не совершаем.

32. Работа газа. Первое начало термодинамики: задачи с ответами без решений

Итак, механическая работа совершается, только когда на тело действует сила, и оно движется. Если же движение тела происходит в направлении, противоположном направлению приложенной силы, например, силы трения скольжения, то данная сила совершает отрицательную работу.

Мощность человека при нормальный условиях работы в среднем равна 70-80 Вт. Совершая прыжки, взбегая по лестнице, человек может развивать мощность до 730 Вт, а в отдельных случаях и еще бóльшую. Обе силы F1 и F2, действующие на рычаг, направлены в одну сторону. На принципе рычага основано действие и рычажных весов (рис.). Рычаги встречаются также в разных частях тела животных и человека.

Уравновесив на рычаге две какие-нибудь разные по модулю силы F1 и F2 (рис.), приводим рычаг в движение. Часть работы совершается против силы трения в механизме и по перемещению его отдельных частей. Какой мы механизм мы не взяли, полезная работа, совершенная с его помощью, всегда составляет лишь часть полной работы.

Но «золотое правило» выполняется и в этом случае. Часть полезной работы — 20% ее-расходуется на преодоление трения в оси рычага и сопротивления воздуха, а также на движение самого рычага. Слово «энергия» употребляется нередко и в быту. Так, например, людей, которые могут быстро выполнять большую работу, мы называем энергичными, обладающими большой энергией.

При этом совершается работа. При совершении работы энергия тел изменяется. Огромной потенциальной энергией обладает вода в реках, удерживаемая плотинами. Падая вниз, вода совершает работу, приводя в движение мощные турбины электростанций.

Физические основы молекулярно-кинетической теории и термодинамики

Все тела в природе относительно условного нулевого значения обладают либо потенциальной, либо кинетической энергией, а иногда той и другой вместе. Например, летящий самолет обладает относительно Земли и кинетической и потенциальной энергией.

Равенство работ при использовании простых механизмов. «Золотое правило» механики.

Иные виды энергии (электрическая, внутренняя и др.) будут рассмотрены в других разделах курса физики. Явление превращения одного вида механической энергии в другой очень удобно наблюдать на приборе, изображенном на рисунке. Если в процессе расширения давление газа изменяется, то для вычисления работы можно воспользоваться графическим методом (см. рис. 3). Пусть процесс расширения имеет вид, изображенный на рисунке.

Примеры решения задач по теме «Давление»

Приводим газ в контакт с холодильником, имеющим постоянную температуру Тх, причем Тхн. После этого газ сжимаем изотермически, и выделяющееся при этом тепло Qх отбирается холодильником. Рабочее тело отсоединяем от холодильника и в условиях тепловой изоляции газ адиабатно сжимается до исходного состояния.

Второе начало термодинамикиКарно впервые показал, что полезную работу можно получить лишь в случае, когда тепло передается от нагретого тела более холодному. Найти работу А расширения газа и изменение AW его внутренней энергии. Найти работу А, совершенную газом при расширении. 5.171. При изотермическом расширении массы m = 10г азота, находящегося при температуре t = 17° С, была совершена работа А = 860 Дж. Во сколько раз изменилось давление азота при расширении?

5.179. Двухатомный газ, находящийся при давлении p1 = 2 МПа и температуре t1 =27° С, сжимается адиабатически от объема V1до V2 = 0,5V1. Найти температуру t2, и давление p2 газа после сжатия. На крышку сосуда действует сила . Найти давление на дно сосуда, если известны площадь дна и крышки и объём жидкости в сосуде. 32.6. В цилиндре под невесомым поршнем находится газ. Поршень связан с дном цилиндра пружиной.

Известны: давление p1, p2 и объем V1, V2. Найти поглощенное газом в этом процессе количество теплоты. При этом он совершает работу 10 Дж. Затем его нагревают изобарически, сообщая ему то же количество теплоты. Какую работу совершает газ во втором случае? 32.21. Над одним молем идеального газа совершается процесс из двух изохор и двух изобар (рис.). Температуры в точках 1 и 3 равны T1 и T3. Определить работу газа за цикл, если точки 2 и 4 лежат на одной изотерме.

Работа газа за цикл A = 200 Дж. Максимальная и минимальная температуры в цикле отличаются на ΔT = 60 К. Отношение давлений на изобарах равно 2. Найти отношение объемов на изохорах. 32.27. В гладкой горизонтальной трубе находятся два поршня массами m и 3m. Между поршнями идеальный газ при давлении po. Объем между поршнями Vo (рис.). Температура газа в сосуде T = 1000 K, скоростью газа в сосуде пренебречь. Теплоемкостью поршня и цилиндра пренебречь.

Объем в процессе возрастает. 32.36. В цилиндрическом горизонтальном сосуде находится гладкий подвижный поршень. Найдите теплоемкость газа в правой части в момент, когда поршень делит сосуд пополам. В баллоне находится смесь газов (гелий и аргон). Определить молярную массу газа, если известна его плотность и температура при нормальном атмосферном давлении.

Определить количество молекул в газе объемом 2 литра при нормальном давлении (101 325 Па), если известна средняя кинетическая энергия молекул. 3. Как можно найти массу тела по его плотности и объему?Экспериментальное задание.

Например, при падении воды с плотины ее потенциальная энергия превращается в кинетическую. 32.20. Баллон емкостью V1 содержащий ν1 молей газа при температуре T1, соединяют с баллоном емкостью V2, содержащим ν2 молей того же газа при температуре T2. Какие установятся давление и температура.