Hållbar energiförsörjning: Elisa har fått en ballong...

Elisa har fått en ballong som rymmer 10 liter luft med trycket 101,3kPa och temperaturen 15°C. Elisa vill ha en större ballong, så storasyster, som kan fysik, värmer upp ballongen tills volymen blir 12 liter. Trycket i ballongen är hela tiden konstant.

a) Vilken temperatur får luften i ballongen?

Jag räknade ut det till ≈ 73°C vilket var rätt.

b) Hur mycket värmeenergi har storasyster tillfört?

Här använder jag mig av E =cmT där:

c = 1010 J/kg * K

m = vet inte vilken jag ska använda, testat med både 0,012, 0,01 och 0,002 vilket var dem m jag kunde komma på.

T = 73-15 = 58°C

Får inte rätt svar... är nära med inte riktigt där

Jag skulle använda att medelmolmassan för luft är 29 g/mol (oite tyngre än kvävgas) men jag är mer kemist än fysiker.

Intressant uppgift. Jag fick svaret till 202,6 J. Stämmer det? Räknade så här med integraler: $W = F l = p A (r_{2} - r_{1}) = 4 p π \int_{r_{1}}^{r 2} r^{2} d r = . . . = p (V_{2} - V_{1}) = 202, 6$ J

Men integraler ingår i Ma3 och det har man väl inte läst när man läser Fy1? Om man inser att formeln $W = p (V_{2} - V_{1})$ gäller så behöver man inte räkna med integraler. Men jag inser inte utan vidare att den formeln gäller.

Jag läser för tillfället matte 4. Men uträkningen kändes krångligare än vad det behövs..? Aldrig använt integraler i fysiken... Men svaret ska iaf bli 203 Nm vilket du fått fram. För visst är J=Nm?

Det stämmer 1 J = 1 Nm

Jag håller med om att det är en rätt krånglig uträkning, jag har utlämnat några steg. Är rätt övertygad om att det finns någon enklare lösning, men inser inte hur den ser ut.

Så här tror jag att man kan resonera på ett enklare sätt: Den tillförda energin för att öka ballongens volym motsvarar det arbete som utförs då volymen ökar. Arbetet $W = F l = p A l = p Δ V$ där $F$ kraft, $l$ sträcka, $p$ tryck, $A$ area och $Δ V$ ändring i volym.

Arbetet utförs under konstant tryck. Trycket i ballongen balanseras av lufttrycket utanför ballongen plus spänningen i ballongen.

Ja det var lite lättare att förstå med den formeln! Men förstår inte riktigt hur du menar med det sista du sa, "Arbetet utförs under konstant tryck. Trycket i ballongen balanseras av lufttrycket utanför ballongen plus spänningen i ballongen." Vilka siffror ska jag sätta in var?

$W = p Δ V = 101, 3 \times 10^{3} (12 \times 10^{- 3} - 10 \times 10^{- 3})$

Juste! Normaltrycket! Tack så mycket nu förstår jag!

Svara

Visa senaste svar