Регистрация    Вход    Форум    Поиск    FAQ   alexlarin.net

Список форумов » Физика » Подготовка к ЕГЭ по физике




 Страница 1 из 3 [ Сообщений: 23 ] На страницу 1, 2, 3  След.



Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Задача по термодинамике
 Сообщение Добавлено: 31 май 2018, 11:13 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 26 ноя 2010, 23:55
Сообщений: 1121
Откуда: г. Москва
Идеальный одноатомный газ совершает переход из состояния 1 в одном из следующих направлений 2, 3, 4. Найдите зависимость переданного газу количества теплоты `Q` от угла `alpha` при малом увеличении объема `Delta V`.


Вложения:
geogebra-export-8.png
geogebra-export-8.png [ 135.05 KIB | Просмотров: 1849 ]


Последний раз редактировалось Igor5 01 июн 2018, 00:57, всего редактировалось 3 раз(а).
Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Задача по термодинамике
 Сообщение Добавлено: 31 май 2018, 11:17 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 26 ноя 2010, 23:55
Сообщений: 1121
Откуда: г. Москва
Если Вы ответили на первый вопрос, Вы, вероятно, сможете ответить и на второй


Вложения:
fullsizeoutput_3ab.jpeg
fullsizeoutput_3ab.jpeg [ 357.55 KIB | Просмотров: 1841 ]
Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Задача по термодинамике
 Сообщение Добавлено: 05 июн 2018, 09:24 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 26 ноя 2010, 23:55
Сообщений: 1121
Откуда: г. Москва
Вложение:
answer1.png
answer1.png [ 28.89 KIB | Просмотров: 1490 ]
Вопрос 1.
`Q = Delta U+A`

Процесс 1->2 изобарный `Q = 3/2P_1*Delta V+P_1*Delta V = 5/2 P_1*Delta V >0`

Процесс 1->4 изохорный `Q = 3/2 Delta P*V_1 < 0`

Рассмотрим процесс, идущий под некоторым углом `alpha`.

`Delta U = 3/2 P_2*V_2 - 3/2 P_1*V_1=3/2((P_1-Delta P)*(V_1+Delta V) - P_1*V_1) = 3/2(P_1*DeltaV-DeltaP*V_1-Delta P*Delta V)~~3/2(P_1*DeltaV-DeltaP*V_1)

`A = (P_1+P_1-Delta P)/2 * Delta V = P_1*Delta V-(DeltaP*Delta V)/2 ~~ P_1*Delta V

`Q =3/2(P_1*DeltaV-DeltaP*V_1) + P_1 * Delta V`

`Q = 5/2P_1*Delta V-3/2 Delta P*V_1`

Определим соотношение ` tg alpha_0 = (Delta P)/(Delta V)`, при котором идет адиабатный процесс или `Q = 0`.

`(Delta P)/ (Delta V) = 5/3 P_1/V_1`

Таким образом, при расширении газа на малое значение `Delta V` для процессов, идущих при углах `0 <=alpha< alpha_0`,
теплота поступает в систему `Q>0` и, соответственно, для процессов, идущих при углах `alpha_0 < alpha <= 90`, теплота уходит
из системы `Q<0`. Аналогичные рассуждения можно применить при анализе сжатия газа и получить ответ на вопрос 2.


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Задача по термодинамике
 Сообщение Добавлено: 06 июн 2018, 14:00 
Не в сети

Зарегистрирован: 17 дек 2015, 18:58
Сообщений: 713
Игорь Иванович,
видимо нам не дождаться от школьников ответа на вашу задачу. В школе этому не учат, а ЕГЭ на носу. Может имеет смысл рассказать коротко о принципе решения таких задач?
На участке 7-8-1-2-3 (между двумя точками касания адиабат) газ получает тепло и `Q_+=24 quad J`;
На участке 3-4-5-6-7 (между двумя точками касания адиабат) газ отдаетет тепло и `Q_(-)=21 quad J`;
Т.о. КПД равно: `eta=12.5%`


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Задача по термодинамике
 Сообщение Добавлено: 06 июн 2018, 16:33 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 26 ноя 2010, 23:55
Сообщений: 1121
Откуда: г. Москва
ar54 писал(а):
видимо нам не дождаться от школьников ответа на вашу задачу. В школе этому не учат, а ЕГЭ на носу
Печально это. Это задача из вступительных в один из московких лицеев. Задача несложная, просто требующая чуть больше рассуждений.Оставляю для затравки, может кто-то клюнет. Уровень требований ЕГЭ по физике снижается, снижается катастрофически. Но ограничивать подготовку заданиями, например, тренировочных вариантов Демидовой недостаточно. Если претендовать на высокий балл, необходимо уметь решать задания, которые разнообразнее, интереснее, сложнее.


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Задача по термодинамике
 Сообщение Добавлено: 06 июн 2018, 22:36 
Не в сети

Зарегистрирован: 06 июн 2017, 14:53
Сообщений: 187
Откуда: Солнечногорск
Легко вывести ,что угол наклона(в пределах от нуля до угла в точке ,где `dQ=0`) касательной к графику окружности , соответствуют `Q>0` , аналогично для противоположной стороны ,получается До точки 3 газ получает тепло, после отдает до точки 7 . Получил такой же ответ ,как и Александр Дмитриевич. Задачка понравилась, несложная(вполне школьная, для понимающих даже устная) ,но анализировать надо.
Кстати, что за общий подход? Вижу только способ ,когда рассматриваем тангенс угла наклона касательной к график и получаем нужный нам неравенства для нахождения `Q, T` и прочих параметров .В этом состоит способ или есть еще какая-то магия.

p.s Школьники здесь (по крайне мере я) ,Русский сдали теперь можно и физикой позаниматься в свое удовольствие .Жду новых задач.Спасибо


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Задача по термодинамике
 Сообщение Добавлено: 07 июн 2018, 00:03 
Не в сети
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 26 ноя 2010, 23:55
Сообщений: 1121
Откуда: г. Москва
Prog_gen писал(а):
Школьники здесь (по крайне мере я) ,Русский сдали теперь можно и физикой позаниматься в свое удовольствие .Жду новых задач.Спасибо
Замечательно! Тогда следующая задача. Решаем для изотермического сжатия.


Вложения:
fullsizeoutput_3bb.jpeg
fullsizeoutput_3bb.jpeg [ 144.98 KIB | Просмотров: 1342 ]
Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Задача по термодинамике
 Сообщение Добавлено: 07 июн 2018, 10:56 
Не в сети

Зарегистрирован: 06 июн 2017, 14:53
Сообщений: 187
Откуда: Солнечногорск
Igor5 писал(а):
Prog_gen писал(а):
Школьники здесь (по крайне мере я) ,Русский сдали теперь можно и физикой позаниматься в свое удовольствие .Жду новых задач.Спасибо
Замечательно! Тогда следующая задача. Решаем для изотермического сжатия.


Спасибо за новую задачку!
1)Рассмотрим силы действующие на поршень . Сила тяжести направленная вниз и сила с которой газ действует на поршень `F=p_1S`
2)По 2-ому закону Ньютона : `ma=mg-p_1S`
3)З-н Менделеева-Клапейрона для идеального газа в конечный момента времени: `p_1V_1=nuRT`
З-н Менделеева-Клапейрона для идеального газа в начальный момент времени: `pV=nuRT`
4)Максимальная скорость будет в тот момент ,когда ускорение станет равно нулю ,тогда `mg=p_1S`
5)`mg=(nuRT)/V_1S`
`mg=(nuRT)/h` подставляя (3.2)
`h=(pSH)/(mg)`
6)Запишем закон сохранения энергии:`W_2-W_1=A`
`W_1=mgH`
`W_2=mgh+(mv^2)/2`
`dA=-pSdx=-pdV`
`A=-nuRTln(h/H)=nuRTln(H/h)`
`mgh+(mv^2)/2-mgH=nuRTln(H/h)`
`pSH+(mv^2)/2-mgH=pSHln(H/h)`
`v=sqrt(2gH-(2pSH)/m(1-ln(H/h)))`
Вроде так....

P.s Если посмотреть на 2 пункт ,можно проинтегрировать это соотношение , чтоб получить значение скорости в любой момент времени,что-то я пытался таким способом пойти ,но не получилось, пришлось ЗСЭ использовать ,если есть другое решение было бы интересно ознакомиться.


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Задача по термодинамике
 Сообщение Добавлено: 07 июн 2018, 14:23 
Не в сети

Зарегистрирован: 17 дек 2015, 18:58
Сообщений: 713
Prog_gen писал(а):
Подробности:
Igor5 писал(а):
Prog_gen писал(а):
Школьники здесь (по крайне мере я) ,Русский сдали теперь можно и физикой позаниматься в свое удовольствие .Жду новых задач.Спасибо
Замечательно! Тогда следующая задача. Решаем для изотермического сжатия.


Спасибо за новую задачку!
1)Рассмотрим силы действующие на поршень . Сила тяжести направленная вниз и сила с которой газ действует на поршень `F=p_1S`
2)По 2-ому закону Ньютона : `ma=mg-p_1S`
3)З-н Менделеева-Клапейрона для идеального газа в конечный момента времени: `p_1V_1=nuRT`
З-н Менделеева-Клапейрона для идеального газа в начальный момент времени: `pV=nuRT`
4)Максимальная скорость будет в тот момент ,когда ускорение станет равно нулю ,тогда `mg=p_1S`
5)`mg=(nuRT)/V_1S`
`mg=(nuRT)/h` подставляя (3.2)
`h=(pSH)/(mg)`
6)Запишем закон сохранения энергии:`W_2-W_1=A`
`W_1=mgH`
`W_2=mgh+(mv^2)/2`
`dA=-pSdx=-pdV`
`A=-nuRTln(h/H)=nuRTln(H/h)`
`mgh+(mv^2)/2-mgH=nuRTln(H/h)`
`pSH+(mv^2)/2-mgH=pSHln(H/h)`
`v=sqrt(2gH-(2pSH)/m(1-ln(H/h)))`
Вроде так....

P.s Если посмотреть на 2 пункт ,можно проинтегрировать это соотношение , чтоб получить значение скорости в любой момент времени,что-то я пытался таким способом пойти ,но не получилось, пришлось ЗСЭ использовать ,если есть другое решение было бы интересно ознакомиться.

Даниил, физически Вы рассуждали правильно, но в решении есть математическая ошибка. У меня ответ:
`v_max=sqrt(2gH[1-x(1-ln x ) ] )` , где `x=(PS)/(Mg)` - безразмерный параметр задачи.


Вернуться наверх 
 Заголовок сообщения: Re: Задача по термодинамике
 Сообщение Добавлено: 07 июн 2018, 15:16 
Не в сети

Зарегистрирован: 06 июн 2017, 14:53
Сообщений: 187
Откуда: Солнечногорск
Такс...Если я выношу `2gh` - то получаю тоже самое , но под логарифмом выражение обратное вашему.Значит я напутал со знаком в работе .Но что напутал что-то не понятно


Вернуться наверх 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
 
 Страница 1 из 3 [ Сообщений: 23 ] На страницу 1, 2, 3  След.





Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

 
 

 
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти: