Fysik

Varmeisoleret beholder

22. november 2019 af KageSpiseren - Niveau: A-niveau

Hej SP

Jeg har fået en opgave som lyder sådan her:

En varmeisoleret beholder, som indeholder 1,0 L luft ved trykket 101 kPa, er forsynet med et letløbende og tætsluttende stempel.

I beholderen er der en glødetråd, som man kan sende elektrisk strøm igennem. På denne måde kan man forøge den indre energi af den indespærrede luft.

Ved at sende strøm igennem glødetråden hæves temperaturen af den indespærrede gas fra 16.1 C til 78.2 C . Stemplet bevæger sig udad, så der hele tiden er konstant tryk i beholderen.

Den specifikke varmekapacitet for luft ved 1 atmosfæres tryk er 1,00 kj (kg*K)

Beregn omgivelsernes stempelarbejde på den indespærrede luft.

Beregn den varme Q, som glødetråden har tilført luften.

Beregn tilvæksten af den indre energi for den indespærrede luft.

Håber I kan hjælpe da vi ikke har lært endnu og da jeg virkelig føler mig engageret til det her, men ikke helt forstår hvad jeg skal.

På forhånd tak!

Brugbart svar (1)

Svar #1
23. november 2019 af mathon

$\small \rho_{\textup{atm luft}}^{16.1\degree C} =1.21\; \tfrac{kg}{m^3}$

Brugbart svar (1)

Svar #2
23. november 2019 af mathon

$\small \begin{array}{llllllll} \textup{ved konstant tryk }\\\textup{g\ae lder:}&V_2=\frac{T_2}{T_1}\cdot V_1=\frac{273+78.2}{273+16.1}\cdot \left ( 1.0\; L \right )=1.2148\; L \\\\ \textup{volumenudvidelsen:}&\Delta V=0.2148\; L=2.148\cdot 10^{-4}\; m^3\\\\\\ \textup{omgivelsernes }\\\textup{stempelarbejde:}&A_{omg}=p\cdot \Delta V=\left ( 101\cdot 10^3\; \frac{N}{m^2} \right )\cdot \left (2.148\cdot 10^{-4}\; m^3 \right )=21.69\; J \\\\ &Q=V_1\cdot \rho \cdot c\cdot \Delta T=\left ( 10^{-3}\; m^3 \right )\cdot \left ( 1.21\; \frac{kg}{m^3} \right )\cdot \left ( 10^3\; \frac{J}{kg\cdot C} \right )\cdot \left ( (78.2-16.1) \; C\right )\\\\ &Q=75.14\; J\\\\\\ \textup{tilv\ae kst i indre energi:}&\Delta E_{indre}=Q-p\cdot \Delta V=\left ( 75.14\; J \right )-\left (21.69\; J \right )=53.45\; J \end{array}$

Brugbart svar (1)

Svar #3
23. november 2019 af mathon

korrektion af fortegnsfejl:

$\small \small \begin{array}{llllllll} \textup{ved konstant tryk }\\\textup{g\ae lder:}&V_2=\frac{T_2}{T_1}\cdot V_1=\frac{273+78.2}{273+16.1}\cdot \left ( 1.0\; L \right )=1.2148\; L \\\\ \textup{volumenudvidelsen:}&\Delta V=0.2148\; L=2.148\cdot 10^{-4}\; m^3\\\\\\ \textup{omgivelsernes }\\\textup{stempelarbejde:}&A_{omg}=-p\cdot \Delta V=-\left (\left ( 101\cdot 10^3\; \frac{N}{m^2} \right )\cdot \left (2.148\cdot 10^{-4}\; m^3 \right ) \right )=-21.69\; J \\\\ &Q=V_1\cdot \rho \cdot c\cdot \Delta T=\left ( 10^{-3}\; m^3 \right )\cdot \left ( 1.21\; \frac{kg}{m^3} \right )\cdot \left ( 10^3\; \frac{J}{kg\cdot C} \right )\cdot \left ( (78.2-16.1) \; C\right )\\\\ &Q=75.14\; J\\\\\\ \textup{tilv\ae kst i indre energi:}&\Delta E_{indre}=Q-p\cdot \Delta V=\left ( 75.14\; J \right )-\left (21.69\; J \right )=53.45\; J \end{array}$

Skriv et svar til: Varmeisoleret beholder

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.