Bestimmen Sie die Geschwindigkeit, mit der sich ein 4 kg schwerer Kolben von den Zylindern löst

Lösung für Problem 20427: Gegeben: Kolbenmasse – 4 kg, adiabatischer Koeffizient – ​​40, Anfangsdruck – 10^7 Pa, Anfangsvolumen – 0,28 l. Es ist erforderlich, die Geschwindigkeit des Ausfahrens des Kolbens aus dem Zylinder bei der adiabatischen Expansion von Wasserstoff um den Faktor 40 zu bestimmen.

Lösung: Wir verwenden das Gay-Lussac-Gesetz für den adiabatischen Prozess: pV^k = const, wobei p der Gasdruck, V sein Volumen und k der adiabatische Koeffizient ist.

Das endgültige Gasvolumen kann über das Anfangsvolumen und den Ausdehnungskoeffizienten ermittelt werden: V2 = V1 * k,

wobei V1 das anfängliche Gasvolumen ist.

Sie können auch das ideale Gasgesetz verwenden: pV = nRT, wobei p der Gasdruck, V sein Volumen, n die Menge der Gassubstanz, R die universelle Gaskonstante und T die Gastemperatur ist.

Wenn man bedenkt, dass der Prozess adiabatisch ist, dann gilt pV^k = const = p2V2^k.

Wir ersetzen die Werte und ermitteln den Druck nach der Expansion: p2 = p1 * (V1/V2)^k = 10^7 * (0,28/(0,28*40))^40 = 1,58 * 10^-5 Pa.

Als nächstes verwenden wir den Energieerhaltungssatz: (mv^2)/2 = (k/(k-1)) * p1 * V1 * ((V2/V1)^((k-1)/k) - 1), wobei m die Masse des Kolbens und v seine Geschwindigkeit ist.

Wir ersetzen die Werte und ermitteln die Kolbengeschwindigkeit: v = sqrt((2 * k * p1 * V1)/(m * (k-1)) * ((V2/V1)^((k-1)/ k) - 1) ) = 197,2 m/s.

Antwort: Die Geschwindigkeit, mit der der Kolben den Zylinder bei der adiabatischen Expansion von Wasserstoff um den Faktor 40 verlässt, beträgt 197,2 m/s.

Wenn Sie Fragen zur Lösung haben, schreiben Sie uns bitte. Ich werde versuchen zu helfen.

Bestimmung der Geschwindigkeit, mit der sich ein 4 kg schwerer Kolben von einem Zylinder löst

Lösungsaufgaben 20427

Dieses digitale Produkt ist eine detaillierte Lösung des physikalischen Problems 20427, bei dem es darum geht, die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der sich ein 4 kg schwerer Kolben bei der adiabatischen Expansion von Wasserstoff um den Faktor 40 von einem Zylinder löst, wenn der Anfangsdruck 10^7 beträgt Pa und das Anfangsvolumen beträgt 0,28 Liter.

Die Lösung umfasst eine kurze Darstellung des Problems, der in der Lösung verwendeten Formeln und Gesetze, die Herleitung der Berechnungsformel und die Antwort. Alle Materialien werden in einer klaren und leicht verständlichen Form präsentiert.

Dieses digitale Produkt wird für Studenten und Lehrer, die Physik studieren, sowie für alle, die sich für diese Wissenschaft interessieren, nützlich sein.

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Die Lösung des Problems umfasst eine kurze Darstellung des Problems, der bei der Lösung verwendeten Formeln und Gesetze, die Herleitung der Berechnungsformel und die Antwort. Alle Materialien werden in einer klaren und leicht verständlichen Form präsentiert.

Zur Lösung des Problems werden das Gay-Lussac-Gesetz für einen adiabatischen Prozess und das ideale Gasgesetz verwendet. Unter der Annahme, dass der Prozess adiabatisch ist, wird der Druck nach der Expansion ermittelt und dann das Energieerhaltungsgesetz verwendet, um die Geschwindigkeit des Kolbens zu bestimmen.

Dieses digitale Produkt wird für Studenten und Lehrer, die Physik studieren, sowie für alle, die sich für diese Wissenschaft interessieren, nützlich sein. Wenn Sie Fragen zur Lösung des Problems haben, kontaktieren Sie mich bitte, ich werde versuchen zu helfen.

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Bei diesem Produkt handelt es sich um eine detaillierte Lösung des Problems 20427, bei dem es darum geht, die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der sich ein 4 kg schwerer Kolben bei der adiabatischen Expansion von Wasserstoff um den Faktor 40 von einem Zylinder löst.

Aus den Problembedingungen ist bekannt, dass der Anfangsdruck 10^7 Pa und das Anfangsvolumen 0,28 Liter beträgt. Es ist auch zu berücksichtigen, dass die Masse des Kolbens 4 kg beträgt.

Zur Lösung des Problems werden die Gesetze der Thermodynamik angewendet, nämlich der erste Hauptsatz der Thermodynamik und das Gesetz von Gay-Lussac. Mithilfe dieser Gesetze ist es möglich, eine Berechnungsformel zur Bestimmung der Kolbenausstoßgeschwindigkeit zu erhalten.

Eine detaillierte Lösung eines Problems umfasst die Aufzeichnung der bei der Lösung verwendeten Bedingungen, Formeln und Gesetze, die Ableitung der Berechnungsformel und die Antwort. Wenn Sie Fragen zur Lösung haben, steht Ihnen der Verkäufer gerne mit Rat und Tat zur Seite.

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