άσκηση με δοχείο

Φυσική Κατεύθυνσης Β Λυκείου Νόμοι Αερίων Άσκηση με δοχείο

Ποσότητα ιδανικού αερίου βρίσκεται μέσα σε κατακόρυφο κυλινδρικό δοχείο, το πάνω μέρος του οποίο κλείνεται με έμβολο βάρους Β και εμβαδού Α=20cm2 το οποίο μπορεί να κινείται χωρίς τριβές. Αρχικά το έμβολο ισορροπεί σε ύψος h=20cm από τη βάση του κυλίνδρου. Αν το δοχείο τοποθετηθεί οριζόντια , το έμβολο ισορροπεί σε απόσταση d=30cm από τη βάση του κυλίνδρου. α) Να υπολογίσετε την πίεση του αερίου στην οριζόντια θέση. β) Να υπολογίσετε το βάρος Β του εμβόλου. Δίνεται pατμ=105Ν/m2

Όταν το δοχείο είναι κατακόρυφο (σχήμα 1) στο έμβολο ασκούνται οι δυνάμεις: το βάρος του εμβόλου Β, η δύναμη από το αέριο που περιέχεται στο δοχείο Fαερ,1 και η δύναμη από τον ατμοσφαιρικό αέρα Fατμ. Όταν το δοχείο είναι οριζόντιο (σχήμα 2), στη διεύθυνση της κίνησης του εμβόλου ασκούνται η δύναμη από το αέριο Fαερ,2 και η δύναμη από τον ατμοσφαιρικό αέρα Fατμ. Πατήστε το κουμπί “Επόμενο” για να δείτε τις δυνάμεις. d h σχήμα 1 σχήμα 2

Όταν το δοχείο είναι κατακόρυφο (σχήμα 1) στο έμβολο ασκούνται οι δυνάμεις: το βάρος του εμβόλου Β, η δύναμη από το αέριο που περιέχεται στο δοχείο Fαερ,1 και η δύναμη από τον ατμοσφαιρικό αέρα Fατμ. Όταν το δοχείο είναι οριζόντιο (σχήμα 2), στη διεύθυνση της κίνησης του εμβόλου ασκούνται η δύναμη από το αέριο Fαερ,2 και η δύναμη από τον ατμοσφαιρικό αέρα Fατμ. Πατήστε το κουμπί “Επόμενο” για να δείτε τις δυνάμεις. Fαερ,1 d h σχήμα 1 σχήμα 2

Όταν το δοχείο είναι κατακόρυφο (σχήμα 1) στο έμβολο ασκούνται οι δυνάμεις: το βάρος του εμβόλου Β, η δύναμη από το αέριο που περιέχεται στο δοχείο Fαερ,1 και η δύναμη από τον ατμοσφαιρικό αέρα Fατμ. Όταν το δοχείο είναι οριζόντιο (σχήμα 2), στη διεύθυνση της κίνησης του εμβόλου ασκούνται η δύναμη από το αέριο Fαερ,2 και η δύναμη από τον ατμοσφαιρικό αέρα Fατμ. Πατήστε το κουμπί “Επόμενο” για να δείτε τις δυνάμεις. Fαερ,1 d h Fατμ σχήμα 1 σχήμα 2

Όταν το δοχείο είναι κατακόρυφο (σχήμα 1) στο έμβολο ασκούνται οι δυνάμεις: το βάρος του εμβόλου Β, η δύναμη από το αέριο που περιέχεται στο δοχείο Fαερ,1 και η δύναμη από τον ατμοσφαιρικό αέρα Fατμ. Όταν το δοχείο είναι οριζόντιο (σχήμα 2), στη διεύθυνση της κίνησης του εμβόλου ασκούνται η δύναμη από το αέριο Fαερ,2 και η δύναμη από τον ατμοσφαιρικό αέρα Fατμ. Πατήστε το κουμπί “Επόμενο” για να δείτε τις δυνάμεις. Fαερ,1 d Fατμ Fατμ Fαερ,2 h Β σχήμα 1 σχήμα 2

α ) Για να βρούμε την πίεση του αερίου , εφαρμόζουμε τη συνθήκη ισορροπίας για το έμβολο. Εφόσον ισορροπεί, θα ισχύει: ΣF=0 ή Fαερ,2=Fατμ ή p2A=pατμΑ ή p2=pατμ ή p2=105 N/m2 Θυμηθείτε ότι F=p/A Fατμ Fαερ,2

β) Για να υπολογίσουμε το βάρος του εμβόλου, έχουμε από το συνδυαστικό νόμο: pV/T=σταθ. ή p1V1/T1=p2V2/T2 (1) Κατά την αλλαγή της διεύθυνσης του δοχείου (από κατακόρυφη σε οριζόντια) η θερμοκρασία δεν άλλαξε. Άρα η σχέση (1) γράφεται: p1V1=p2V2 (2) Επίσης, γνωρίζουμε ότι ο όγκος ενός κυλίνδρου υπολογίζεται από τη σχέση όγκος=(εμβαδόν βάσης) x ύψος Επομένως οι όγκοι V1 και V2 θα είναι αντίστοιχα: V1=Ah και V2=Ad Άρα η σχέση (2) γράφεται: p1Ah=p2Ad ή p1h=p2d (3) Από την ισορροπία του εμβόλου στο κατακόρυφο δοχείο (σχήμα 1) έχουμε:

ΣF=0 ή Fαερ,1=Fατμ+Β ή p1A=pατμΑ+Β ή p1=pατμ+Β/Α (4) Από τις σχέσεις (3) και (4) έχουμε: (pατμ+Β/Α)h=p2d ή Β=A(p2d/h-pατμ) Με αντικατάσταση (στο SI) των παραπάνω μεγεθών, προκύπτει τελικά: B=100 N Fαερ,1 h Fατμ Β

Για περισσότερες ασκήσεις, screencasts και διαγωνίσματα επισκευτείτε το forum στη διεύθυνση: www.efrodistirio.com

http://efrodistirio2.blogspot.com	1665
http://efrodistirio.wordpress.com	457
url_unknown	1
http://efrodistirio.blogspot.com	1
http://physics-exetaseis.blogspot.com	1

άσκηση με δοχείο

by efrodistirio on Oct 16, 2010

Accessibility

Categories

Upload Details

Usage Rights

5 Embeds 2,125

Statistics

άσκηση με δοχείο — Presentation Transcript