22 (759)

Fizyka cząsteczkowa i termodynamika

208*. Rurkę szklaną, zamkniętą kroplą rtęci, obrócono bardzo powoli od położenia pionowego do poziomego. Oblicz, o ile wzrosła objętość powietrza w rurce w stosunku do objętości początkowej, jeśli wysokość słupka rtęci w rurce wynosi lcm. Ciśnienie atmosferyczne przyjmij 1000 hPa. Gęstość rtęci 13550 kg/m³. Wynik zaokrąglij do trzeciego miejsca po przecinku.

Wlai€3w@iei sprężyste eia# stałych

209,    Oblicz, o ile rozciągnęła się gumka pasmanteryjna o długości l₀=lm, polu przekroju poprzecznego S=2mm² po zawieszeniu na niej ciężarka o masie 50 g. Moduł Younga gumy wynosi E_gumy = 7 ■ 10⁶ N/m².

210,    Oblicz naprężenie wewnętrzne powstałe w drucie stalowym o długości 5m, który wydłużono o 0,5mm. Moduł Younga stali przyjmij 20-10¹⁰ N/m².

211= Kawałek drutu o długości / i polu przekroju poprzecznego S rozciągano działając siłą o wartości F. Ile razy większą siłą należałoby działać na drut z tego samego materiału o dwa razy mniejszej długości i dwa razy większej średnicy, aby osiągnąć ten sam przyrost długości?

212= Druty: miedziany o module Younga E_miedzi = 105-10⁹ N/m² i aluminiowy o module Younga F_aluminium = 70-10⁹ N/m², o tych samych przekrojach poprzecznych rozciągano działając taką sama siłą. W jakim stosunku musiały pozostawać długości początkowe drutów, jeśli osiągnięto te same przyrosty długości?

20= Dwa druty o jednakowych długościach początkowych rozciągnięto działając siłami o tych samych wartościach, osiągając jednakowe przyrosty długości. W jakim stosunku pozostawały średnice obu drutów, jeśli jeden z nich był miedziany E_mied2i = 105-10⁹ N/m², a drugi stalowy o module E_stali = 21-10¹⁰ N/m²?

21 €■*= Oblicz pracę wykonaną przy rozciąganiu gumowej taśmy do ćwiczeń o długości 1 m i polu przekroju poprzecznego 100 mm², jeśli rozciągnięto ją do 1,5 długości początkowej. Moduł Younga gumy wynosi 7 • 10⁶ N/m².

Energia wewnętrza i ciepło.

Pierwsza zasada termodynamiki

215.    Oblicz, o ile wzrosła energia wewnętrzna gazu, który pobrał 2400 J ciepła i wykonał pracę 800 J.

216.    Sprężając gaz izobarycznie wykonano pracę 100 J. Ile ciepła gaz oddał do otoczenia, jeśli energia wewnętrzna zmniejszyła się o 500 J.

21 7. Uzupełnij tabelę.

izochoryczne    Q>0

ogrzewanie

rozprężanie    W < 0

izoterm iczne

Przeczytaj uważnie poniższy tekst i rozwiąż zadanie 218.

W celu obliczenia pracy wykonanej przez siłę zewnętrzną podczas zmiany objętości gazu, rozważymy naczynie z gazem o stałej masie, zamknięte szczelnie tłokiem, który będzie przesuwany z położenia 1 do 2 (rys. 49).

Jeśli sprężanie jest izobaryczne, to siła F_z działająca na tłok jest stała, a jej wartość równa jest wartości siły F, którą na tłok działa gaz. Zatem

F_Z = F= pS,

gdzie p jest stałym ciśnieniem gazu, a S polem powierzchni tłoka.

Pracę stałej siły zewnętrznej obliczamy następująco:

U

W = F' s- F,

47_