szukanie zaawansowane
 [ Posty: 13 ] 
Autor Wiadomość
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 3 kwi 2011, o 17:04 
Użytkownik

Posty: 662
Witam.
Tutaj jest wykres do zadania http://img39.imageshack.us/i/fizykai.jpg/
Mam ten wykres i kilka pytań. Skoro to jest przemiana izotermiczna, dokładniej rozprężanie., to czy p*V zawsze powinno być stałe? Bo na tym wykresie nie jest. Dla 1 punktu 5*2=10, dla 2 to 3*3=9, dla 3 to 1*8=8, czyli ten wykres jest nie poprawny? A teraz pytania:
1. czy w przedstawionym procesie gaz wykonuje pracę czy też praca jest wykonywana nad gazem, uzasadnij. Ja myślę, że praca jest wykonywana nad gazem, ponieważ jeśli gaz wykonywałby pracę to zmniejszyłaby się jego temperatura, a on ma ją stałą, więc praca musi być wykonywana nad gazem.
2. czy ciepło jest dostarczane czy też gaz oddaje energię w formie ciepła, uzasadnij. Nie mam pojęcia jak tutaj.
Proszę o wyjaśnienie dlaczego tak ma być.
Pozdrawiam
Uniwersytet Wrocławski Instytut Matematyczny - rekrutacja 2018
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 3 kwi 2011, o 22:22 
Użytkownik

Posty: 193
Stała jest temperatura.
Praca jest ujemna, bo siła zewnętrzna jest mniejsza od sił gazu.
Wzór na pracę sił ciśnienia:
W=- \int_{V1}^{V2} pdV
Ciepło - jeśli temp. w przemianie jest stała, to ciepło nie jest oddawane i pobierane.
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 3 kwi 2011, o 22:26 
Użytkownik

Posty: 662
Czyli jeśli temperatura jest stała to deltaQ=0 ?
Ja myślałem tak, że skoro gaz wykonuje pracę, to musi zużyć trochę swojej temperatury, więc skoro ją zużył a temperatura ma być stała, to teraz tyle ile zużył musi pobrać z otoczenia. Źle myślałem?
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 3 kwi 2011, o 23:12 
Użytkownik

Posty: 193
Gaz nie wykonuje pracy, tylko siła zewnętrzna działająca na gaz.
Nie wiem na ile znasz rachunek całkowy i równanie Clapeyrona, więc nie wiem jak dokładnie wytłumaczyć.
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 3 kwi 2011, o 23:27 
Użytkownik

Posty: 662
O rachunku całkowym nie mam pojęcia, równanie Clapeyrona znam podstawy. 1LO. Nie mam pojęcia o czym piszesz. Nie rozumiem niczego. Jeśli potrafisz, to spróbuj to wytłumaczyć ale na poziomie 1LO. Dzięki za chęci.
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 4 kwi 2011, o 00:26 
Użytkownik

Posty: 193
Masz gaz w cylindrze z tłokiem.
Nie ogrzewasz go i nie ochładzasz, on po prostu tam jest i nic nie robi.
Aby go ścisnąć (patrz na wykres: zmniejszasz V a zwiększasz p, czyli Ty wykonujesz pracę).
Aby go rozprężyć (patrz na wykres: zwiększasz V a zmniejszasz p, też wykonujesz pracę).
On tam dalej jest i nic sobie nie robi z Twoich poczynań.

Zakładamy, że jest to układ izolowany (więc nie ma przepływu ciepła z otoczenia do gazy i z gazu do otoczenia), więc gaz sam od siebie się nie ściśnie/rozciśnie. Pomyśl tak: leży sobie puszka napełniona gazem, puszka jest taka, że w największe upały i mrozy ani gram ciepła i mrozu nie dostanie sie do gazu. I co? Ona dalej sobie stoi i stoi i stoi. Dodaj do niej promyczek słonka, to puszka (zakładamy) pęknie. Dodaj gram mrozu, to puszka (zakładamy) skurczy się. Wracając do sedna sprawy, jeśli nie dotknie sie jej, nie ochłodzi, nie ogrzeje, gaz z niej nie ucieknie, nie doda sie do niej gazu, to ona bedzie stała sobie do końca świata.
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 4 kwi 2011, o 14:22 
Użytkownik

Posty: 662
Świetnie to wytłumaczyłeś, przynajmniej dla mnie. Wreszcie rozumiem. Dzięki. ;) Mam jeszcze takie pytanie:
przemiana izotermiczna - temperatura jest stała, czyli nie ma wymiany ciepła? ani gaz nie pobiera, ani nie oddaje ciepła? żeby temperatura była stała?
przemiana adiabatyczna - przyrost ciepła = 0, ale wymiana ciepła może być(w izotermicznej, nie może?)? bo tyle ile gaz pobierze ciepła, tyle musi oddać w formie wykonanej pracy?
Czy pomieszałem? Na odwrót? A może wszystko nie tak?
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 4 kwi 2011, o 18:46 
Użytkownik
Avatar użytkownika

Posty: 1050
Lokalizacja: Białystok|Warszawa
W izotermicznej nie ma wymiany ciepła, bo do wymiany ciepła potrzebna jest różnica temperatur między otoczeniem a rozpatrywaną objętością. Z definicji mamy, że przemiana izotermiczna odbywa się przy stałej temperaturze, więc wymiany ciepła być nie może.

W przemianie adiabatycznej wymiany ciepła nie ma, bo albo rozpatrywany układ jest izolowany od otoczenia, albo przemiana dzieje się tak szybko (np. spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej w cylindrze silnika spalinowego), że ciepło nie zdąży przepłynąć poza układ.
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 12 kwi 2011, o 15:56 
Użytkownik

Posty: 5105
Lokalizacja: 52°16'37''N 20°52'45''E
leonek74 napisał(a):
Ciepło - jeśli temp. w przemianie jest stała, to ciepło nie jest oddawane i pobierane.

Dlaczegóż to?

leonek74 napisał(a):
Gaz nie wykonuje pracy, tylko siła zewnętrzna działająca na gaz.
Nie wiem na ile znasz rachunek całkowy i równanie Clapeyrona, więc nie wiem jak dokładnie wytłumaczyć.

Za moich czasów bywało tak, że jak człowiek pchnął tłok, aby zmniejszyć objętość gazu, to tłok wykonywał pracę nad gazem, ale też gaz wykonywał wtedy ujemną pracę nad tłokiem.
Rachunek całkowy, ani tym bardziej równanie Clapeyrona, nie są niezbędne do zrozumienia tego.

leonek74 napisał(a):
Masz gaz w cylindrze z tłokiem.
Nie ogrzewasz go i nie ochładzasz, on po prostu tam jest i nic nie robi.
Aby go ścisnąć (patrz na wykres: zmniejszasz V a zwiększasz p, czyli Ty wykonujesz pracę).
Aby go rozprężyć (patrz na wykres: zwiększasz V a zmniejszasz p, też wykonujesz pracę).
On tam dalej jest i nic sobie nie robi z Twoich poczynań.


A jednak wspomniałeś wcześniej o ciśnieniu, czyli chyba wiesz, że gaz działa pewną siłą na tłok. Skoro tak jest i tłok ten się porusza zgodnie albo przeciwnie do zwrotu tej siły, to czyż gaz nie wykonuje pracy? Jaka jest definicja pracy?

leonek74 napisał(a):
Zakładamy, że jest to układ izolowany (więc nie ma przepływu ciepła z otoczenia do gazy i z gazu do otoczenia),


Nie ma usprawiedliwienia dla takiego założenia w tym zadaniu.

steal napisał(a):
W izotermicznej nie ma wymiany ciepła, bo do wymiany ciepła potrzebna jest różnica temperatur między otoczeniem a rozpatrywaną objętością. Z definicji mamy, że przemiana izotermiczna odbywa się przy stałej temperaturze, więc wymiany ciepła być nie może.


Otóż, gdy różnica temperatur jest równa 0{,}001^\circ C, to można powiedzieć, że różnicy temperatur nie ma, a jednak wystarcza to do tego, żeby zaistniał przepływ ciepła. Nawet jeśli temperatury są dokładnie równe, to przecież zdarzają się fluktuacje, które powodują że lokalnie energia nieustannie jest przekazywana w te i wewte.

Jako przykład proponuję obserwowanie topiącego się kawałka lodu w szklance z wodą. Można ten lód jakoś przymocować, żeby był pod wodą a nie pływał po wierzchu. Temperatura lodu i wody jest stale równa 0^\circ C. Na podstawie waszego rozumowania można stwierdzić, że energia do lodu nie dopływa. A jednak lód się po jakimś czasie roztopi, co bez dopływu energii nie jest możliwe.


Gdy ja chodziłem do liceum, to na fizyce nie uczono mnie tego, żeby każda przemiana izotermiczna była jednocześnie adiabatyczna.
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 12 kwi 2011, o 17:32 
Użytkownik
Avatar użytkownika

Posty: 1050
Lokalizacja: Białystok|Warszawa
@norwimaj - tak, masz rację. Mój błąd.
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 12 kwi 2011, o 18:27 
Użytkownik

Posty: 5105
Lokalizacja: 52°16'37''N 20°52'45''E
Jak widać termodynamika nie jest łatwa, skoro w jednym temacie aż dwie albo trzy osoby się na to nabrały. Ciekawe, jaki procent maturzystów jest przekonanych, że w przemianie izotermicznej nie ma dopływu/odpływu ciepła.
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 12 kwi 2011, o 20:13 
Użytkownik

Posty: 193
norwimaj napisał(a):
leonek74 napisał(a):
Ciepło - jeśli temp. w przemianie jest stała, to ciepło nie jest oddawane i pobierane.

Dlaczegóż to?

Dlategóż, że temp jest stała i nie zakładamy, że ciepło tam powstaje albo coś się z nim dzieje. No wiesz, taki model dla celów naukowych.

norwimaj napisał(a):
leonek74 napisał(a):
Gaz nie wykonuje pracy, tylko siła zewnętrzna działająca na gaz.
Nie wiem na ile znasz rachunek całkowy i równanie Clapeyrona, więc nie wiem jak dokładnie wytłumaczyć.

Za moich czasów bywało tak, że jak człowiek pchnął tłok, aby zmniejszyć objętość gazu, to tłok wykonywał pracę nad gazem, ale też gaz wykonywał wtedy ujemną pracę nad tłokiem.
Rachunek całkowy, ani tym bardziej równanie Clapeyrona, nie są niezbędne do zrozumienia tego.

Widocznie czasy się zmieniają. Jeśli tłok wykonał pracę dodatnią, to gaz ujemną ... nie wiem co w tym dziwnego. Co do rachunków, równań i innych pierdół ... niektórzy je lubią.

norwimaj napisał(a):
leonek74 napisał(a):
Masz gaz w cylindrze z tłokiem.
Nie ogrzewasz go i nie ochładzasz, on po prostu tam jest i nic nie robi.
Aby go ścisnąć (patrz na wykres: zmniejszasz V a zwiększasz p, czyli Ty wykonujesz pracę).
Aby go rozprężyć (patrz na wykres: zwiększasz V a zmniejszasz p, też wykonujesz pracę).
On tam dalej jest i nic sobie nie robi z Twoich poczynań.


A jednak wspomniałeś wcześniej o ciśnieniu, czyli chyba wiesz, że gaz działa pewną siłą na tłok. Skoro tak jest i tłok ten się porusza zgodnie albo przeciwnie do zwrotu tej siły, to czyż gaz nie wykonuje pracy? Jaka jest definicja pracy?

Siła razy przesunięcie. Masz siłę, masz przesunięcie, masz i pracę i III zasadę dynamiki. Po co się czepiać gazu, skoro pracę wykonuje tłok?

norwimaj napisał(a):
leonek74 napisał(a):
Zakładamy, że jest to układ izolowany (więc nie ma przepływu ciepła z otoczenia do gazy i z gazu do otoczenia),


Nie ma usprawiedliwienia dla takiego założenia w tym zadaniu.

Jest usprawiedliwienie, bo inaczej licealista by zgłupiał. Opierajmy się na modelu (gaz w cylindrze z tłokiem).

norwimaj napisał(a):
steal napisał(a):
W izotermicznej nie ma wymiany ciepła, bo do wymiany ciepła potrzebna jest różnica temperatur między otoczeniem a rozpatrywaną objętością. Z definicji mamy, że przemiana izotermiczna odbywa się przy stałej temperaturze, więc wymiany ciepła być nie może.


Otóż, gdy różnica temperatur jest równa 0{,}001^\circ C, to można powiedzieć, że różnicy temperatur nie ma, a jednak wystarcza to do tego, żeby zaistniał przepływ ciepła. Nawet jeśli temperatury są dokładnie równe, to przecież zdarzają się fluktuacje, które powodują że lokalnie energia nieustannie jest przekazywana w te i wewte.

Jako przykład proponuję obserwowanie topiącego się kawałka lodu w szklance z wodą. Można ten lód jakoś przymocować, żeby był pod wodą a nie pływał po wierzchu. Temperatura lodu i wody jest stale równa 0^\circ C. Na podstawie waszego rozumowania można stwierdzić, że energia do lodu nie dopływa. A jednak lód się po jakimś czasie roztopi, co bez dopływu energii nie jest możliwe.


Gdy ja chodziłem do liceum, to na fizyce nie uczono mnie tego, żeby każda przemiana izotermiczna była jednocześnie adiabatyczna.

Ja rzucałem kamieniami na szkołę nie obliczając siły i rzutu ukośnego, a jako jedyny ze szkoły zdawałem maturę z fizyki a było to ponad 16 lat temu :)
Góra
Mężczyzna Offline
PostNapisane: 19 kwi 2011, o 11:35 
Użytkownik

Posty: 5105
Lokalizacja: 52°16'37''N 20°52'45''E
Czuję się w obowiązku odpowiedzieć. Odwlekałem to długo, bo temat nie jest łatwy do wytłumaczenia. Ale co się odwlecze, to nie uciecze. Zaczynajmy

leonek74 napisał(a):
norwimaj napisał(a):
leonek74 napisał(a):
Ciepło - jeśli temp. w przemianie jest stała, to ciepło nie jest oddawane i pobierane.

Dlaczegóż to?

Dlategóż, że temp jest stała i nie zakładamy, że ciepło tam powstaje albo coś się z nim dzieje. No wiesz, taki model dla celów naukowych.


Czy twierdzisz że ciepło gazu jest pewną funkcją jego temperatury? Czyli dla jednej temperatury może być tylko jedna wartość ciepła? Jeśli tak, to Twój błąd tkwi w samych podstawach. Nie ma takiej wielkości fizycznej jak ciepło układu. Skoro go nie ma, to nie może być ono funkcją temperatury.

Jest tylko taka wielkość jak przepływ ciepła. Ta niefortunna nazwa ma swoje historyczne źródło w teorii cieplika, którą stosowano, zanim zrozumiano podstawy termodynamiki. Teoria ta została obalona (albo przynajmniej poddana w wątpliwość) przez Benjamina Thomsona(1753-1814), który nadzorował wiercenie luf armatnich dla rządu bawarskiego (źródło: Resnick, Halliday).

Czyli można mówić o cieple, jakie przepływa z jednego ciała do drugiego, ale nie o cieple, jakie ma ciało. To pojęcie nie istnieje. Jednak chyba mało który nauczyciel fizyki zwraca uwagę, żeby to należycie uczniom wyjaśnić. Być może niektórzy z nich sami tego nie rozumieją.


Natomiast to, co istnieje, to jest energia wewnętrzna. Możemy w tym zadaniu przyjąć, że jest ona proporcjonalna do temperatury (takie uproszczenie, wcale niekonieczne do rozwiązania). Nad gazem tłok wykonał ujemną pracę, ale sumarycznie energia wewnętrzna się nie zmieniła. Stąd wniosek, że gaz musiał pobrać skądś energię. Jedyne wyjaśnienie jest takie, że gaz pobrał ciepło z otoczenia.


leonek74 napisał(a):
Gaz nie wykonuje pracy, tylko siła zewnętrzna działająca na gaz.

leonek74 napisał(a):
Jeśli tłok wykonał pracę dodatnią, to gaz ujemną ... nie wiem co w tym dziwnego.

Cieszę się że zmieniłeś zdanie.


leonek74 napisał(a):
norwimaj napisał(a):
leonek74 napisał(a):
Zakładamy, że jest to układ izolowany (więc nie ma przepływu ciepła z otoczenia do gazy i z gazu do otoczenia),


Nie ma usprawiedliwienia dla takiego założenia w tym zadaniu.

Jest usprawiedliwienie, bo inaczej licealista by zgłupiał. Opierajmy się na modelu (gaz w cylindrze z tłokiem).


Czy przyjmując swoje założenie jesteś w stanie uzasadnić, dlaczego temperatura nie zmalała, pomimo że tłok wykonał ujemną pracę nad gazem?

Poza tym słowo cylinder nie oznacza dokładnie tego samego co termos. Cylinder może nie mieć w ogóle żadnej izolacji termicznej.

leonek74 napisał(a):
norwimaj napisał(a):
Gdy ja chodziłem do liceum, to na fizyce nie uczono mnie tego, żeby każda przemiana izotermiczna była jednocześnie adiabatyczna.

Ja rzucałem kamieniami na szkołę nie obliczając siły i rzutu ukośnego, a jako jedyny ze szkoły zdawałem maturę z fizyki a było to ponad 16 lat temu :)


Nie mogę się pochwalić podobnymi osiągnięciami. Nie zdawałem matury z fizyki w przeciwieństwie do większości ludzi z mojej szkoły, nie rzucałem kamieniami na szkołę, mechanika (w tym rzuty ukośne) była dla mnie łatwa, w przeciwieństwie do termodynamiki. Niemniej jednak podejrzewam że to co napisałem może mieć jakiś sens.
Góra
Utwórz nowy temat Odpowiedz w temacie  [ Posty: 13 ] 


 Zobacz podobne tematy
 Tytuł tematu   Autor   Odpowiedzi 
 STAN SKUPIENIA MATERII ZADANIA  teela  2
 Energia kinetyczna czasteczek gazu  Aram  6
 Zadanie - przemiany gazu  Anonymous  2
 Temperatura Gazu  Tys  2
 Termodynamika-zadania przygotowawcze do zaliczenia  Tengu  1
 
Atom [Regulamin Forum] [Instrukcja LaTeX-a] [Poradnik] [F.A.Q.] [Reklama] [Kontakt]
Copyright (C) Karpatka.pl