Газ, що займав об’єм 560 л за температури 280 К, нагріли до 295 К. Визначте роботу, виконану газом, якщо процес відбувався за сталого тиску 1 МПа.

Объяснение:

Дано:

V₁ = 560 л = 560·10⁻³  м³

T₁ = 280 K

T₂ = 295 K

p = 1 МПа = 1·10⁶ Па

A - ?

1)

Поскольку процесс изобарный, то воспользуемся законом Гей-Люссака:

V₁ / V₂ = T₁ / T₂

Отсюда:

V₂ = V₁·T₂/T₁ = 560·10⁻³·295 / 280 ≈ 590·10⁻³ м³

Изменение объема:

ΔV = (590-560)·10⁻³ = 30·10⁻³ м³

Работа газа:

A = p·ΔV = 1·10⁶·30·10⁻³ = 30·10³ Дж        или     30 кДж

В вертикальном цилиндре под поршнем массой 10 кг содержится газ объемом 2 л с температурой 300 К. Какую работу выполнит газ при нагревании на 150 К, если площадь поршня = 50 см2, а атмосфер. давление - 100 кПа? Считайте, что g = 50 м/с2.

M=10 кг

g = 50 м/с2 ЭТО МАЛОВЕРОЯТНО – я считаю  g=10 м/с2

T1=300 K

T2=T1+150=300+150=450 K

S=50 см2=50*10^-4 м2

V1=2 л=2*10^-3 м3

Pa=100 кПа=10^5 Па

1-e cостояние газа    PV1=vRT1

2-e cостояние газа    PV2=vRT2

Разделим (1) на (2) или наоборот

PV1/ PV2 = vRT1/ vRT2

V2=V1*T2/T1

P=Mg/S+Pa

Работа газа А=P*(V2-V1)=( Mg/S+Pa)*( V1*T2/T1-V1)= ( Mg/S+Pa)*V1*(T2/T1-1)

Подставим численные значения

А=(10*10/(50*10^-4)+10^5)* 2*10^-3*(450/300-1)=120 Дж=0.12 кДж

ответ  120 Дж=0.12 кДж

если    g=50 м/с2

ответ  200 Дж=0.2 кДж

Какую скорость должен иметь Искусственный спутник Земли, чтобы обращаться по круговой орбите на высоте 600км(радиус Земли=6400) над поверхностью Земли? Каков период его обращения?

H=600 км=600*10^3 м

R=6400 км= 6.4*10^6 м

G = 6,67384(80)·10−11 м³·с−2·кг−1, или Н·м²·кг−2.

Условие обращаться по круговой орбите:

центробежная сила Fц  должна быть равна силе тяготения Fт/притяжения к Земле 

Fц= m*v^2/(R+h)

Fт= G*m*M/(R+h)^2

Приравняем правые части

m*v^2/(R+h) = G*m*M/(R+h)^2

преобразуем

v^2 = G*M/(R+h) 

v = √ (G*M/(R+h))

 где М- масса Земли

 R - радиус Земли

 G - гравитационная постоянная

Т=2pi(R+h)/v