Kezdőlap


Feladat:	2012. fizika feladat	Korcsoport: 18-	Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):	László Ákos , Lescsinszky Péter , Wiandt Tamás
Füzet:	1985/december, 474 - 475. oldal		PDF \| MathML
Témakör(ök):	Folyadékhozam, Izobár állapotváltozás (Gay-Lussac I. törvénye), Áram hőhatása (Joule-hő), Feladat
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 1985/március: 2012. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A levegő kinetikus energiájának a megváltozása elhanyagolható a fűtőszál által leadott energiához képest. $t$ idő alatt a fűtőszál $Q = P t$ hőt ad át a gáznak. A gáz hőkapacitása

\begin{matrix} C_{p} = Q / Δ T = P t / Δ T . \end{matrix}

(1)

C_{p}

-t a gáztörvény segítségével is kifejezhetjük:

\begin{matrix} C_{p} = \frac{7}{2} \cdot \frac{p V}{T} = \frac{7}{2} \cdot \frac{p A s}{T}, \end{matrix}

(2)

mivel a szabadsági fokok száma

5

és a gáz

t

idő alatt

s

utat tesz meg. Az (1) és (2) összevetésével kapott egyenlet mindkét oldalát elosztva

t

-vel, a sebességre a következő kifejezést kapjuk:

\begin{matrix} v = \frac{2 P T}{7 Δ T p A} . \end{matrix}

A képletbe behelyettesítve a megfelelő adatokat a levegő sebessége a fűtőszál előtt

1, 39

m/s, a fűtőszál után

1, 68

m/s.

Megjegyzések. 1. Hasonlóképpen helyes fajhővel számolni, a levegő fajhőjét táblázatból lehet megállapítani.
2. Sokan összekeverték

C_{v}

-t és

C_{p}

-t, és

(5 / 2) (p V / T)

értékkel számoltak.
3. A gáz kinetikus energiájának a megváltozása és a felvett hőnek az aránya

\begin{matrix} \frac{(1 / 2) m (v_{2}^{2} - v_{1}^{2})}{c_{p} m Δ T} \approx 7 \cdot 10^{- 6}, \end{matrix}

tehát az elhanyagolás indokolt volt.