Zamknij

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej polityce prywatności.

Treść zadania

PaprykaPL

Na gaz w cylindrze działa tłok niezmieniającą się siłą 7,5 kN. Opornik elektryczny umieszczony w gazie zasilono przez 40 sekund prądem stałym o napięciu 120 V i natężeniu 2 A. Na końcu procesu stwierdzono podniesienie się tłoka o 320 mm. Jaką pracę wykonał gaz i o ile zmieniła się jego energia termiczna, jeżeli podczas procesu przez ścianki cylindra odpłynęło do otoczenia 500 J ciepła?
Wyniki: W = 2,4 kJ, ΔU = +6,7 kJ.

Zadanie jest zamknięte. Autor zadania wybrał już najlepsze rozwiązanie lub straciło ono ważność.

Najlepsze rozwiązanie

  • 1 0

    Użyjemy zasady zachowania energii, tylko trzeba policzyć energie dopływające i odpływające z układu.

    Wyciągamy informacje z zadania.
    "Opornik elektryczny..." - jest JEDYNYM źródłem energii dostarczanej do układu.
    Nazwijmy tę energię "E"

    E = U J t ; gdzie:

    U = 110 V - napięcie
    J = 2 A - natężenie prądu
    t = 40 s - czas działania zasilania prądem

    Ten wzór to moc prądu = U J ; razy czas t działania mocy
    [ Uwaga 1: Duże "J" stosuję jako oznaczenie natężenia, bo duże "i" jest mylące ]
    [ Uwaga 2: W filmie "Gwiezdne Wojny" Jedi moc też wymagała czasu aby podnieść wrak z bagna ]
    ------------------------------------

    Układ traci energię na dwa sposoby:
    (a) ucieczkę ciepła do otoczenia, jest to E1 = 500 J
    (b) wykonanie pracy na podniesienie tłoka, nazwijmy tę pracę W.
    Praca - siła * przesunięcie, więc:

    W = F s ; gdzie:

    F = 7,5 kN = 7500 N - siła
    s = 320 mm = 0,32 m - przesunięcie
    -------------------------------------

    Czas na bilans energii. Z układu odpłynęło:
    Q = 500 J = 0,5 kJ ciepła

    Wobec tego, z zasady zachowania energii różnica:
    ΔU = energia doprowadzona minus suma energii odprowadzonych.

    ΔU = E - W - Q ; wstawiamy powyższe wzory

    ΔU = U J t - F s - Q

    Podstawmy dane i najpierw policzmy wykonaną pracę. Jednostki przeliczałem już w danych.

    W = 7500 * 0,32 = 2400 J = 2,4 kJ <------ odpowiedź na pytanie z zadania

    Obliczamy dostarczaną przez elektryczność energię:

    E = 120 * 2 * 40 = 9600 J = 9,6 kJ

    Obliczamy różnicę ΔU = E - W - Q

    ΔU = 9,6 - 2,4 - 0,5 = 6,7 kJ
    ======================================================

    Jak widzisz wyniki mi się zgodziły z Twoimi odpowiedziami , więc się pewnie nie pomyliłem. W razie pytań pisz proszę na priv. Dodam jeszcze, że to była "izobaryczna" przemiana gazu i dobrze, że nie pytasz o temperatury w tej przemianie.A jak myślisz?? Podgrzał się ten gaz, czy ochłodził ??
    Mój adres: antek@upcpoczta.pl.

    Szczęśliwych Świąt !

    • Jeśli to rozwiązanie jest dla Ciebie jasne to wyp... moje komentarze i zostaw czyste wzory, tylko te oznaczenia: W, Q, E jakoś poobjaśniaj, bo inaczej nauczyciel (i słusznie) uzna, że użyłeś ściągi
      :))

Rozwiązania

0 odpowiada - 0 ogląda - 1 rozwiązań

Dodaj zadanie

Zobacz więcej opcji