Найти показание вольтметра
V-?
Цепь постоянного тока
R1=50 Ом
R2=100 Ом
R3=100 Ом

Версия 1.
В начальном состоянии давление кислорода массой 320 г было 83кПа. При увеличении температуры НА (!) 100К объем кислорода возрос на 50 л и давление стало 99,6 кПа. Найти начальный объем и температуру газа. Уравнение идеального газа вначале:

Po Vo = (m/μ) R To ;

Уравнение идеального газа вконце:

P (Vo+∆V) = (m/μ) R (To+∆T) ;

Вычтем из второго первое:

P (Vo+∆V) – Po Vo = (m/μ) R ∆T ;

P Vo + P ∆V – Po Vo = (m/μ) R ∆T ;

Vo (P–Po) = (m/μ) R ∆T – P ∆V ;

Vo = [ (m/μ) R ∆T – P ∆V ] / [ P – Po ] ;

Vo ≈ [ (320/32) 8.315 * 100 – 83 000 * 0.05 ] / [ 99 600 – 83 000 ] ≈ 833 / 3320 ≈ 251 л ;

Из первого:

To = Po Vo / [ R (m/μ) ] ;

To = [ ∆T – P∆V/(Rm/μ) ] / [ P/Po – 1 ] ;

To ≈ [ 100 – 99 600 * 0.05 /( 8.315 * 320/32 ) ] / [ 99 600 / 83 000 – 1 ] ≈ (415/83) [ 100 – 99600/1663 ] ≈ 201 К ;

Версия 2.
В начальном состоянии давление кислорода массой 320 г было 83кПа. При увеличении температуры ДО (!) 100К объем кислорода возрос на 50 л и давление стало 99,6 кПа. Найти начальный объем и температуру газа.

Уравнение идеального газа вначале:

Po Vo = (m/μ) R To ;

Уравнение идеального газа вконце:

P (Vo+∆V) = (m/μ) RT ;

Vo + ∆V = (m/μ) RT/P ;

Vo = (m/μ) RT/P – ∆V ;

Vo ≈ (320/32) 8.315 * 100 / 99 600 – 0.05 ≈ 1663/19920 – 0.05 ≈ 33.5 л ;

Из первого:

To = Po Vo / [ R (m/μ) ] ;

To = Po ( T/P – ∆V/[Rm/μ] ) ;

To ≈ 83 000 ( 100 / 99 600 – 0.05/[8.315*320/32] ) ≈ 83 000 ( 1/996 – 1/1663 ) ≈ 33.4 К.

Но при этой температуре кислород жидкий (ниже 90К), так что вторая версия задачи – невозможна.

Дано :

р = 400 кПа = 400000 Па

F1 ( сила действующая на меньший поршень ) = 200 Н

S2 ( площадь большего поршня ) = 0,04 м²

a ) F2 ( сила действующая на больший поршень ) - ?

б ) S2 / S1 ( площадь меньшего поршня ) - ?

p = p1 = p2 = const = 400000 Па

р = F / S

F = pS ; S = F / p

а ) F2 = p * S2

F2 = 400000 * 0,04 = 16000 Н = 16 кН

б ) S1 = F1 / p

S1 = 200 / 400000 = 0,0005 м²

выигрыш в силе гидравлической машины равен отношению площадей большего поршня к меньшему

S2 / S1 = 0,04 / 0,0005 = 80 раз

ответ : а ) 16 кН

б ) 80 раз