Вертикальный цилиндр паровой машины с тяжелым поршнем площадью S = 1 м2 наполнен кислородом, масса которого m = 50 г. После увеличения температуры на D Т = 100 К, поршень поднялся на высоту h = 10 см. Определить вес поршня Р , если начальное давление над ним составляет р0 = 0,1 МПа. Трения поршня о стенки цилиндра не учитывать.
P -
S = 1м²
m = 50 г
ΔT = 100K
h = 0,1 м
p₀ = 0,1 * 10⁶ Па
____________________
Решение:
1) По третьему закону Ньютона:
|P| = |pS|, где p - давление кислорода
2) Из уравнения Менделеева-Клапейрона:
pSh = (m/M) RΔT
pS = ((m/M) RΔT)/h
3) Подставив 2) в 1), получим:
P = ((m/M) RΔT)/h
P = ((50/16) * 8,31 * 100) / 0,1 ≈ 25968 Н ≈ 26 кН
Проверка по единицам измерения:
[H] = ([г] / [г/моль]) * [Дж / (моль * К)] * [K]) / [м] = [Дж] / [м] = [H].
Ответ: 26 кН.
ПОХОЖИЕ ЗАДАНИЯ: