Uczeń, jak każdy człowiek, chce umieć coś zrobić samodzielnie Spisy zadań Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika) 174. Gaz doskonały - przemiana izobaryczna

Gaz doskonały - przemiana izobaryczna

Gaz poddany został przemianie izobarycznej czyli zmieniała się temperatura T i objętość V a ciśnienie p pozostało bez zmiany.

Otaczające nas gazy są gazami rzeczywistymi. Ich własności są bardzo często trudne do opisania.

Dobrym modelem (uproszczonym opisem) własności gazów rzeczywistych jest model gazu doskonałego.

Model ten w wielu przypadkach świetnie spełnia swe zadanie. Otrzymane wyniki często mają praktyczne zastosowanie.

Model gazu doskonałego zakłada, że wszystkie cząsteczki gazu są identyczne i poruszają się ruchem chaotycznym.

Ruch chaotyczny charakteryzuje się tym, że wszystkie kierunki prędkości cząsteczek gazu są równie prawdopodobne.

Równania stanu gazu doskonałego pozwalają zaskakująco dokładnie przewidzieć wiele wartości wielkości opisujących stan gazów rzeczywistych.

Przykład prostego zadania

Ciśnienie gazu w nieszczelnym zbiorniku

Wartości prędkości cząsteczek gazu mają rozkład statystyczny i do dalszej charakterystyki bierzemy tylko pewne wyróżnione wartości, np. średnią prędkość kwadratową.

Do opisu ruchu cząsteczek stosujemy mechanikę Niutona.

Pomijamy przy tym rodzaj oddziaływań między zderzającymi się cząsteczkami. Bierzemy pod uwagę tylko skutek zderzeń między sprężystymi cząsteczkami w kształcie kul.

Cząsteczkom gazów jednoatomowych przypisujemy kształt kulisty.

W rozważaniach wstępnych pomijamy rozmiary cząsteczek i ich wzajemne oddziaływanie, gdy są oddalone.

Przemiany gazów rzeczywistych z bardzo dobrym przybliżeniem możemy często opisać jako przemiany gazu doskonałego.

Przybliżenie to jest bardzo dobre dla małych ciśnień i temperatur zacznie wyższych od zera w skali Kelwina.

Zadanie

Gaz poddany został przemianie izobarycznej czyli zmieniała się temperatura T i objętość V a ciśnienie p pozostało bez zmiany.

Obliczyć objętość gazu, gdy temperatura gazu wzrośnie od wartości T₁ do wartości T₂.

Początkowa objętość gazu wynosiła V₁

Rozwiązanie

T - temperatura skali Kelwina

V - objętość gazu (pojemność zbiornika) w metrach sześciennych

p - ciśnienie gazu w paskalach

Wtedy możemy zapisać zależność

Wzory z fizyki = wzory potrzebne do rozwiązywania zadań

Budowa atomu - Ile jest elektronów, nukleonów, protonów w atomie konkretnego pierwiastka?

Praca mechaniczna stałej siły - przykłady obliczeń.

Energia mechaniczna ciała - przykłady wykorzystania zasady zachowania

Energia kinetyczna ciała - przykłady obliczeń

Przykłady obliczania siły dośrodkowej. Zestawy przykładów uwzględniające różne wartości masy ciał, prędkości ruchu po okręgu i promienia tego okręgu.

Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?

Energia potencjalna grawitacyjna w jednorodnym polu grawitacyjnym

Obliczenie masy Słońca Jak zmierzyć masę Słońca? Jakie dane są do tego potrzebne?

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

Pierwsza prędkość kosmiczna dla Ziemi. Z jaką prędkością porusza się sztuczny satelita Ziemi?

Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.

Rozwiązane zadania z kinematyki

Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika)

Wielkości opisujące ruch ciała - przykłady obliczania - przemieszczenie ciała - wektor zmiany położenia ciała.

Obliczanie szybkości średniej ruchu ciała.

Pocisk o masie m grzęźnie w desce po przebyciu odległości d. Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością v. Obliczyć siłę F działającą na pocisk w desce. Przyjąć odpowiednie założenia.

Rozwiązanie

Dwa ciała o różnych masach poruszają się z takim samym przyspieszeniem. Ciało m₂ ma masę 3 razy większą niż ciało m₁. Siła działająca na ciało m₂ jest równa 12 N. Jaka siła działa na ciało m₁? Warunek - nie obliczać wartości przyspieszenia.

 2013-05-03