Tahák Fyzika 20 - hydromechanika, termodynamika

Kategorie >>Věda a technika>> Tahák Fyzika 20 - hydromechanika, termodynamika


<!-- @page { margin: 2cm } P { margin-bottom: 0.21cm } -->


:Hydromechanika


:


:Nadoba valcoveho tvaru, prurez S1, voda do vysky h. U dna kruh. otvor S2. ?Cas, h=h/2.


:v=§(2.g.y)


:nadoba dV1=-S1 dy


:vytece dV2=S2.v dt


:dV1=dV2


:dt=-S1/(S2.§(2.g).§y)dy


:t=int h,h/2 (nad)=


:=S1/S2.§(h/g).(§2-1)


:


:Venturiho vodomer, dp=1.5E4 Pa. Hlavni potrubi d1=0.06 m, zuzene d2=0.03 m. ?Prutok za s, za h.


:z Bernoulliho r.


:1/2.ro.v^2+p=konst.


:p1-p2=1/2.ro(v2^2-v1^2)


:z r. kontinuity


:v2=S1.v1/S2


:v1^2=2.dp/(ro(d1^4/d2^4-1))=1.41m/s


:Qv=S1.v1


:V=Qv.t=3.99 l/s


:


:Do nadrze priteka voda proudem 21 s^-1. Na dne otvor S=5 cm^2. Vyska ustaleni?


:Qv=S.v=S.§(2gh)


:h=81.5 cm


:


:Fvz=V.ro kapaliny.g


:objem koule=1/6.pi.d^3


:


:?Sila vody na ctver. stenu akvaria a=20 cm. Vyska pusobiste?


:F=int p.dS=int 0,a


:(ro.g.(a-x).a)dx=


:=ro.g.a^3/2=39.2 N


:


:pusobiste


:int 0,x0 (x0-x)dF=


:=int x0,a (x-x0)dF


:dF=p.dS, dS=a.dx


:p=ro.g.x


:int 0,x0 (x.(x0-x))dx=


:=int x0,a (x.(x-x0))dx


:x0=2/3.a=6.67 cm od dna


:


:stavidlo, sirka a=180 cm, h=120 cm


:dS=a.dx


:F=int p.dS=


:=int 0,h (ro.g.x.a)dx=


:=ro.g.a.h^2/2=12.7 kN


:


 


:F k nadzvednuti stavidla?


:dS=3.2 dx


:Fv=35.28kN, F=13.33kN


:


:Vytokova rychlost


:Ep=Ek


:ro.g.h.V=1/2.ro.v^2.V


:v=§(2.g.h)


:


:Kapilarni deprese rtuti?


:ro=13.6, sigma=O=0.433N/m, r=0.5mm, V=120st


:h.ro.g=2.O.cos(V)/r


:h=-6.5mm


:


:lih


:O=h.ro.g.r/2=2.35E-2N/m


:


:Nadoba a,b,c,otvor S. Doba vyprazdneni?


:nadoba dV1=a.b dx


:vytok dV2=S.v dt


:v=§(2.g.x)


:dV1=dV2


:dt=a.b/(S.§(2gx))dx


:t=int 0,c (nad)


:t=a.b.§(2c)/(s.§g)


:Pist ve strikacce S1=1cm^2, vytok. otvor S2=1mm^2.


:Doba vytekani pri F=5N a posunu l=4cm


:1/2.ro.v1^2+F/S1=


:=1/2.ro.(S1.v1/S2)^2+10^5


:t=l/v1=0.4s


:


:Teplotni roztaznost


:


:dl=l0.alfa.dt


:sigma=E.eps


:eps=dl/(l0+dl)


:


:


:Idealni plyn


:


:Hustota vzduchu za normal podminek ro=1.293


:?ro pri p=0.2MPa, t1=20st


:pV=nRT


:ro=M.p/(R.T)


:ro1=ro0.p1.T0/(p0.T1)=2.41kgm^-3


 


:Stlaceny plyn pri 20st a 5MPa. p2=?, polovic plynu vypustime.


:p1.V=m1/M.R.T1


:p2.V=m2/M.R.T2


:m2=m1/2


:p=p1.T2/(2.T1)=2.4MPa


:


:Spojime-li nadobku s 8l kysliku s prazdnou. V2=?


:V=p1/p2.V1=24l obe


:V2=24-8=16l


:


:


:Vedeni tepla


:


:Dve soustredne koule R1,R2. Mezi nimi latka o vodivosti L.


:kulovou plochou r mezi koulemi projde za cas t


:Q=-L.S.t.dt/dr=


:=-L.4.pi.r^2.t.dt/dr


:Q.dr/r^2=-4.pi.L.t dt


:int R1,R2 resp. t1,t2


:Q=4.pi.L.t.R1.R2.(t1-t2)/(R2-R1)


:rozlozeni teploty mezi koulemi


:int R1,r resp t1,t


:Q=4.pi.L.t.R1.r.(t1-t)/(r-R1)


:porovname vysledne vztahy


:r.(t1-t)/(r-R1)=R2.(t1-t2)/(R2-R1)


:t=...


:


:Ocel tyc 50cm,2cm^2,300st - jeden konec. Druhy konec v ledu 20min.


:Q=L.t.S.dT/d


:m=Q/l=0.0255kg


:


:Cu tyc 20cm+Fe tyc 10cm


:200st ---- 20st


:j=?, Tstyk=?


:j=-L.grad T


:grad T=dt/tloustka


:j1=j2


:-L<Cu>.(t1-t)/l1=


:=-L<Fe>.(t-t2)/l2


:t=158.84


:j=8.2E4W/m^2


:


:Kolik prejde tepla pres cihl stenu?


:1h, 0.5m^2, tl. d=45cm, 20st, -8st, 0.54 W/(m.K)


:Q=L.t.S.dt/d=6E4J


:Termodynamika


:


:Carnotuv stroj


:ni1=30%. dT=?, ni2=40%


:chladic t2=5st


:ni=A/Q1=(Q1-Q2)/Q1=


:=(T1-T2)/T1


:dT=T2/(1-ni2)-T2/(1-ni1)=66st


:


:Zmena entropie? Smichame vodu1 50g,100st a vodu2 10g,10st.


:t=85st


:dS=dQ/T=m.c.dT/T


:S1=int T1,T (m1.c.dT/T)=m1.c.ln(T/T1)


:S2=int T2,T (m2.c.dT/T)=m2.c.ln(T/T2)


:deltaS=1.25J/K


:


:Zmena entropie 5g dusiku? Zahrejeme ho z -20 na 10st.


:dS=dQ/T


:izochoricky


:S12=int 1,2 (m.cv.dT/T)=


:=m.cv.ln(T2/T1)=0.415J/K


:izobaricky


:dS=(n.Cv.dT+p.dV)/T=


:=(n.Cp.dT)/T


:p.dV=n.R.dt


:Cp=Cv+R


:S=int 1,2 (m.cp.dT)/T


:S=m.cp.ln(T2/T1)=0.582J/K


:


:Kolik tepla se musi odebrat pri izotermickem stlaceni?


:m=50g O2, t=0st


:p1=0.2,p2=0.6MPa


:Ł=parc.der.


:ŁQ=ŁA=p.dV


:p=n.R.T/V


:ŁQ=n.R.T/V dV


:Q=int V1,V2 (n.R.T.1/V)dV


:T=konst.,plati


:Q=n.R.T.ln (V2/V1)


:V2/V1=p2/p1


:Q=3896J


:


:Ve valci vysky l1=35cm je vzduch t1=27st a p1=0.1MPa. Adiabaticke stlaceni, posun o l2=10cm. H=1.4, p=?, T=?


:p.V^H=konst.


:p2=p1.V1^H/V2^H


:p2=0.16MPa


:p.V/T=konst.


:T2=p2.V2.T1/(p1.V1)


:T2=343K


 


:


:Vzduch m=0.5kg, t1=27st jsme stlacili z p1=0.1MPa na 5.p1. A=? Cv=20.8J/mol.K, M=0.029kg/mol


:izotermicky prubeh


:A=n.R.T.ln(p2/p1)


:A=69211.4J


:adiabaticke stlaceni


:ŁA=-ŁU


:A=n.cv.T1(1-T2/T1)


:pV^H=konst


:(V2/V1)^H=p1/p2


:p.V/T=konst.


:V2/V1=p1.T2/(T1.p2)


:p1/p2=(p1/p2.T2/T1)^H


:T2/T1=(p1/p2)^(1-1/H)


:H=1+R/Cv=1.4


:A=n.Cv.T1.(1-(p1/p2)^(1-1/H))


:A=62811J


:


:Cyklicky proces-2 izochor,2 izoterm. A=?


:A=cykl.int p.dV=A12+A23+A34+A41


:izoch dV=0, proto


:A23=0, A41=0


:A=int V1,V2 (n.R.T/V)dV


:A12=n.R.T1.ln(V2/V1)


:A34=n.R.T2.ln(V1/V2)


:A=n.R.ln(V2/V1).(T1-T2)


:


:Cyklus--2 izobar, 2 izochor A=?


:A12=int V1,V2 (p2.dV)


:A12=p2.(V2-V1)


:A23=p1.(V1-V2)


:A=(p2-p1).(V2-V1)


:


:Carnotuv dej, dokazat dS=0


:dS=int V1,V2 (dQ/T1)+0+


:+int V2,V4 (dQ/T2)+0


:A=n.R.T.ln(V2/V1)


:V2/V1=V3/V4


:dS=n.R.ln(V2/V1)+


:+n.R.ln(V4/V3)=0


:


:Voda 1l, 17st + olovo 0.5kg, 300st. Zmena entropie?


:t=21.29st


:voda S=


:int T1,T (m.c.dT/T)=


:=m.c.ln(294.3/290)


:olovo S=


:int T2,T (m.c.dT/T)=


:=m.c.ln(294.3/573)


:S=18.6J/K


:


:Led 100g, 0st premenime na paru 100st. Zmena entropie?


:S=int Q1 (ŁQ/T)+.+int Q3 (ŁQ/T)


:S=Q1/T1+int T1,T2 (m.c.dT/T)+Q3/T2


 


 


:S=lt.m/T1+m.c.ln(T2/T1)+lv.m/T2


:S=857.7 J/K


:


:Zmena entropie? 5g dusiku


:t=-10st, izoterm. V1=5l, V2=2l


:Q=n.R.T.ln(V2/V1)


:S=Q/T=-1.36J/K


:


:


:Soust. latek s 1 a 2 fazemi


:


:Clausius-Clapeyron


:dp/dT=l/(T.(v2-v1))


:dT=nova-znama teplota


:T=nova teplota


:


:tlak pary pri 85st, lv=a-b.T


:pri t0=100st p0=1,013E5Pa


:uvazime v1<<v2


:dp/dT=(a-b.T)/(v2.T)


:v2=V/m=R.T/(M.p)


:dp/p=M.(a-b.T)/(R.T^2)


:p=p0.e^(-M/R.(a.(1/T-1/T0)+b.ln(T/T0)))


:p=58148Pa


:


:T=?,p=? trojneho bodu arzenu


:dana zavislost nasyc. par na teplote


:p1=p2


:k1.e^(-a1/T)=k2.e^(-a2/T)


:T=a2-a1/ln (k2/k1)


:T=1090.5K P=3.6MPa


:


:Nadoba 2m^3, 29st, 4kg kysliku. p=?


:van der Waals


:(p+a/V^2)(V-b)=n.R.T


:p=0.157MPa


:T=331K, dp=0.015MPa


:


:Olovo taje pri 0.1MPa, 327st. lt=? dp=0.1MPa, dt=0.008st,v2=1.034.v1


:v1=1/11340


:l=dp.T.0,034.v1/dT


:l=22.6E3J/kg


:


:Teplota tani ledu pri 1MPa?


:dp=p-pn=898700


:Tn=273K


:v1=1/ro ledu


:v2=1/ro vody


:dT=dp.Tn.dv/lt=-0.066st


:


:p=? var vody pri 99st


:dp=dT.l/(t.dv)


:pn-dp=0.0977MPa



Souvisejicí články
Tahák Matematika 20-dvojný,trojný,křivkový integrál,MNČ,interpolace, lin.operátoKřivkové integrály, Greenova věta, integrály, lineární operátory, interpolace
Tahák Zkušebnictví, nauka o materiálechFakulta stavební VUT, ČVUT
Tahák Nauka o budovách 51, NB 51, NB 50ČVUT, Fakulta stavební




Vloženo: 18.07.2009 19:24
Přečteno:4073
Autor: David Mizera

Hlasů: 0 Hodnocení(jako ve škole): nehlasováno
 

Komentáře (0)

   -     Nový Komentář