Меню

В сосуде с подвижным поршнем находится газ при атмосферном давлении

В сосуде с подвижным поршнем находится газ при атмосферном давлении

В сосуде, закрытом поршнем, находится при комнатной температуре воздух, относительная влажность которого равна 50%, а масса пара равна m. Поршень медленно вдвигают в сосуд, уменьшая его объём в 8 раз, при постоянной температуре. Нарисуйте график зависимости массы воды, сконденсировавшейся в этом процессе, от объёма сосуда.

1. Обозначим исходные объём и давление пара через V1 и p1. Конденсация пара, а, следовательно, и изменение массы пара начнётся тогда, когда давление пара в сосуде станет равным давлению

насыщенных водяных паров, т. е. при давлении p2 = 2p1. При достижении газом этого давления начнётся процесс конденсации насыщенного пара, происходящий при постоянном давлении и температуре, при этом вблизи комнатной температуры объёмом сконденсировавшейся воды по сравнению с объёмом пара можно пренебречь.

2. Так как температура неизменна, то, согласно закону Бойля-Мариотта, в момент начала конденсации объём пара будет равен Для того, чтобы в итоге объём пара уменьшился в 8 раз, нужно, считая от момента начала конденсации, уменьшить объём сосуда ещё в 4 раза. При этом в сосуде сконденсируется 3/4 от находившейся под поршнем массы m пара, то есть масса mв получившейся воды будет равна

3. Зависимость mв(V) в области конденсации — линейная.

4. График изображён на рисунке.

В теплоизолированном сосуде под поршнем находится 1 моль гелия при температуре 300 К (обозначим это состояние системы номером 1). В сосуд через специальный патрубок с краном добавили ещё 2 моля гелия при температуре 450 К и дождались установления теплового равновесия. После этого, убрав теплоизоляцию, весь оказавшийся под поршнем газ медленно изобарически сжали, изменив его объём в 2 раза (обозначим это состояние системы номером 2). Как и во сколько раз изменилась внутренняя энергия системы при переходе из состояния 1 в состояние 2?

1) уменьшилась в 1,5 раза

2) увеличилась в 1,5 раза

3) уменьшилась в 2 раза

4) увеличилась в 2 раза

Внутренняя энергия молей гелия рассчитывается по формуле Пусть энергия добавляемой порции газа внутренняя энергия двух порций газа, находящихся в сосуде в промежуточном состоянии равна Энергия равна сумме внутренних энергий двух порций газа в сосуде:

В изобарическом процессе отношение объёма к температуре остаётся постоянным Откуда

Заметим, что количество вещества во втором состоянии Найдём отношение

При переходе системы из состояния 1 в состояние 2 её энергия увеличилась в 2 раза.

Источник

В сосуде с подвижным поршнем находится газ при атмосферном давлении

В сосуде с подвижным поршнем находятся вода и её насыщенный пар. Объём пара изотермически уменьшили в 2 раза. Во сколько раз увеличилась концентрация молекул пара?

Читайте также:  Как сделать так чтобы было низкое давление

Насыщенный пар — это пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью того же состава. Равновесие устанавливается, когда среднее количество молекул, покидающих жидкость в единицу времени, сравнивается с средним числом молекул, конденсирующих обратно. При этом концентрация насыщенного пара зависит только от вещества и от температуры системы. Поэтому в результате изотермического уменьшения объема в два раза половина пара сконденсирует в жидкость. Концентрация же насыщенного пара останется неизменной.

Здравствуйте.Но формула n=N/V.Тогда если объем газа уменьшают в 2 раза .значит то концентрация в 2 раза увиличивается

Читайте внимательнее решение. Насыщенный пар имеет МАКСИМАЛЬНО возможную при данной температуре плотность (концентрацию). Если его сжимать, избыток пара начинает конденсировать обратно в жидкость. То есть при уменьшении объема будет меняться и число частиц

В одном сосуде под поршнем находятся только водяной пар при относительной влажности 100 % и вода. Во втором сосуде под поршнем находится только воздух. Объём обоих сосудов уменьшают в два раза. Начертите график в осях p-V для обоих сосудов и обоснуйте их вид, опираясь на физические законы.

Из уравнения Менделеева-Клапейрона при T = const и = const при уменьшении объёма давление (p) увеличивается. В сосуде с насыщенным водяным паром при уменьшении объёма будет происходить конденсация пара Следовательно, давление в сосуде будет оставаться прежним (p = const).

В сосуде № 2 сухой воздух, далёкий от насыщения, и при уменьшении объёма конденсации не произойдёт. Следовательно, = const и pV = const. При уменьшении объёма давление увеличится.

В цилиндрическом сосуде, расположенном горизонтально, находится идеальный газ. Сосуд закрыт поршнем, который может перемещаться без трения. Давление снаружи атмосферное. Сосуд с газом нагревают так, что температура газа повышается. Как изменятся в результате этого объём газа в сосуде и внутренняя энергия газа?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Объём газа в сосуде Внутренняя энергия газа

Температура газа увеличивается, так как сосуд с поршнем, то давление газа в сосуде будет постоянным, значит, объем газа будет увеличиваться. А следовательно, внутренняя энергия газа тоже увеличивается.

Необходимо экспериментально проверить связь между макроскопическими параметрами в изохорном процессе для идеального газа. С этой целью разреженный газ помещают в сосуд, снабжённый поршнем, и измеряют давление, температуру и объём газа. Как необходимо дальше проводить эксперимент для проверки указанного закона?

1) изменять количество газа в сосуде и измерять давление, температуру и объём газа

Читайте также:  Монтаж датчиков дифференциального давления

2) не изменяя температуры газа и его количества, изменять объём газа и измерять его давление

3) не изменяя давления газа и его количества, изменять температуру газа и измерять его объём

4) не изменяя объёма газа и его количества, изменять температуру газа и измерять его давление

Изохорный процесс — это процесс, проходящий при неизменных объёме и количестве газа.

Необходимо экспериментально проверить связь между макроскопическими параметрами в изотермическом процессе для идеального газа. С этой целью разреженный газ помещают в сосуд, снабжённый поршнем, и измеряют давление, температуру и объём газа. Как необходимо дальше проводить эксперимент для проверки указанного закона?

1) изменять количество газа в сосуде и измерять давление, температуру и объём газа

2) не изменяя температуры газа и его количества, изменять объём газа и измерять его давление

3) не изменяя давления газа и его количества, изменять температуру газа и измерять его объём

4) не изменяя объёма газа и его количества, изменять температуру газа и измерять его давление

Изотермический процесс — это процесс, проходящий при неизменных температуре и количестве газа.

В высоком вертикальном цилиндрическом сосуде под тяжелым поршнем, способным перемещаться вдоль стенок сосуда практически без трения, находится некоторое количество воздуха под давлением Поршень находится в равновесии на высоте над дном сосуда. Определите, на какое расстояние сместится поршень, если сосуд перевернуть открытым концом вниз и дождаться установления равновесия. Считать температуру воздуха и атмосферное давление постоянными. Массой воздуха в сосуде по сравнению с массой поршня можно пренебречь.

Обозначим массу и площадь поршня через М и S, соответственно. В исходном состоянии на поршень действуют направленные вниз сила тяжести Mg и сила атмосферного давления а вверх — сила давления воздуха под поршнем При этом поршень находится в равновесии, то есть в соответствии со вторым законом Ньютона После переворачивания сосуда и установления равновесия давление воздуха в сосуде становится равным а расстояние от дна сосуда до поршня — На поршень при этом действуют направленные вниз сила тяжести Mg и сила давления воздуха над поршнем а вверх — сила атмосферного давления Таким образом, Кроме того, при изотермическом процессе, согласно закону Бойля — Мариотта, должно выполняться соотношение

Из первых двух уравнений находим, что и, подставляя это выражение в третье уравнение, получаем

Таким образом, поршень сместится на расстояние

Подставляя числовые данные и проверяя размерность, получаем:

Ответ: поршень сместится на расстояние

Источник

В сосуде с подвижным поршнем находится газ при атмосферном давлении

Под поршнем массой m = 10 кг и площадью S = 50 см 2 в сосуде находится газ. Сосуд сначала неподвижен. Затем сосуд начинают поднимать горизонтально вверх с ускорением a = 1 м/c. Когда поршень стал неподвижен относительно сосуда, высота столба газа в сосуде уменьшилась на 5 %. Найдите внешнее давление.

Читайте также:  Где находится датчик давления масла на ниссан пульсар

Газ разреженный, поэтому его моно считать идеальным.

I.

II.

Запишем отношения объёмов до и после движения сосудов: По уравнению Менделеева-Клапейрона: Откуда:

В цилиндрическом сосуде под массивным поршнем находится газ. Поршень не закреплён и может перемещаться в сосуде без трения (см. рисунок). В сосуд закачивается ещё такое же количество газа при неизменной температуре. Как изменятся в результате этого давление газа и концентрация его молекул?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Давление газа Концентрация

Поскольку поршень не закреплён, то давление газа равно сумме атмосферного давления и давления поршня, а значит, оно не зависит от количества вещества газа. Давление газа не изменится.

По условию температура неизменна, значит, из уравнения состояния идеального газа заключаем, что концентрация молекул газа тоже не изменится.

В вертикальном цилиндрическом сосуде под подвижным поршнем массой М, способным скользить без трения вдоль стенок сосуда, находится идеальный газ. Газу сообщают некоторое количество теплоты. Как в этом процессе изменяются следующие физические величины: внутренняя энергия газа, средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа, концентрация молекул?

A) Внутренняя энергия газа

Б) Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа

B) Концентрация молекул

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Поршень оказывает на газ постоянное давление величиной где — площадь поршня. Поэтому все изменения, происходящие с газом, протекают изобарически. Согласно первому началу термодинамики переданное газу тепло идёт на совершение работы против внешних сил и на изменение внутренней энергии: Работа газа при изобарном процессе пропорциональна изменению объёма (). Внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры (), а температура изменяется пропорционально объёму, так как давление фиксировано. Отсюда заключаем, что после передачи газу тепла он нагреется (его внутренняя энергия увеличится (А — 1)) и расширится (он совершит положительную работы). В результате расширения, концентрация молекул, естественно, уменьшится (В — 2). Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа пропорциональна его температуре (), следовательно, эта величина в результате данного процесса увеличивается (Б — 1).

Источник

Диагностика и виды давления © 2021
Все права сохранены © 2020. Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению. Обязательно проконсультируйтесь с вашим лечащим врачом. Внимание! Материалы могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет. 18+

Adblock
detector
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИХ ИЗМЕНЕНИЕ