Film (standardowy)

Przemiana izotermiczna - badanie doświadczalne

Polecenie 1

Obejrzyj film przedstawiający doświadczalne badanie przemiany izotermicznej. Zwróć uwagę na sposób wyznaczania poszczególnych parametrów gazu.

Zapoznaj się z filmem przedstawiającym doświadczalne badanie przemiany izotermicznej. Zwróć uwagę na sposób wyznaczania poszczególnych parametrów gazu.

R1KKCbKwCcpsR

Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Polecenie 2

R17jrECsNOJin

Polecenie 3

Wykorzystaj informacje zawarte w filmie i oblicz ciśnienie powietrza w strzykawce, gdy odległości $r$ oraz $R$ , o których mowa w filmie, są sobie równe.
Zapisz odczytane z filmu dane, wykorzystywane wzory oraz wynik w przygotowanym polu a następnie porównaj z rozwiązaniem wzorcowym.

RvH0p6oCSUOUq

Rysunek przedstawia dźwignię dwustronną, czyli deskę podpartą w środku. Na lewym końcu deski umieszczono odważnik. Oznaczono siłę ciężkości odważnika wielką literą P, naciskającą na równię i skierowaną pionowo w dół. Prawy koniec dźwigni przyciska tłok strzykawki znajdującej się nad deską. Narysowano wektor siły, wielka litera F, jaką tłok strzykawki wywiera na dźwignię. Wektor siły wielkie F skierowany jest pionowo w dół. Zaznaczono odległości od punktu podparcia do punktów przyłożenia sił do równi. Z lewej strony odległość od punktu podparcia do siły ciężkości odważnika opisano wielką literą R. Z prawej strony odległość od punktu podparcia do siły wywieranej przez tłok strzykawki opisano małą literą r. — Rys. 1. Zestaw doświadczalny do badania przemiany izotermicznej
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

W filmie podane są wartości następujących wielkości, charakteryzujących układ i niezbędnych do obliczenia ciśnienia w strzykawce:

ciśnienie atmosferyczne: $p_{atm} = 1005 hPa = 1, 005 \cdot 10^{5} Pa,$

średnica tłoka w strzykawce: $d = 2 \cdot 0, 78 cm = 1, 56 cm,$

masa odważnika: $m = 2 kg .$

Przyspieszenie ziemskie można przyjąć w zaokrągleniu:

g \approx 10 \frac{m}{s^{2}} .

Siłę działającą na tłok można obliczyć ze wzoru:

(F = \frac{P R}{r} \land R = r) \Rightarrow F = P = m \cdot g \approx 20 N .

Pole powierzchni tłoka $S$ wyraża się jako:

S = \frac{π \cdot d^{2}}{4} \approx \frac{3, 14 \cdot {(1, 56)}^{2}}{4} {cm}^{2} \approx 1, 9 \cdot 10^{- 4} m^{2},

zaś ciśnienie w strzykawce obliczamy, znając ciśnienie atmosferyczne:

p = p_{a t m} + \frac{F}{S} = 1, 005 \cdot 10^{5} Pa + \frac{20}{1, 9 \cdot 10^{- 4}} Pa \approx (1, 005 + 1, 052) \cdot 10^{5} Pa

Uwzględniając zaokrąglenia i przybliżenia poczynione wyżej, wynik można podać w postaci:

p = 2 \cdot 10^{5} Pa

Przeczytaj

Sprawdź się

Przemiana izotermiczna - badanie doświadczalne