百度作业网空气的热膨胀压力问题.
来源：学生作业帮 编辑：百度作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/06/24 14:47:11
空气的热膨胀压力问题.
做设计遇到问题,求问!物理一窍不通很着急,
假设一个体积为长2米宽0.4米高2米的密封容器（好像一面墙）,里面插有有10根直径为0.5cm的细管子（如图）只有上管口接通外界,然后容器中注入0.4米高的水.使容器受热（比如光照）,假设其内部温度由25摄氏度升高
到50摄氏度,空气膨胀将水挤压进管子,问管子里的水能不能升到顶呢,能的话一共能排出多少水呢.
根据查到的空气膨胀公式可以算出大概空气膨胀的体积,但是水柱在上升过程中也有压强,会和空气的压强达到平衡之后就不再继续上升了,这个我不会算.最好能详细点儿让我能自己换数据算= =
做设计遇到问题,求问!物理一窍不通很着急,
假设一个体积为长2米宽0.4米高2米的密封容器（好像一面墙）,里面插有有10根直径为0.5cm的细管子（如图）只有上管口接通外界,然后容器中注入0.4米高的水.使容器受热（比如光照）,假设其内部温度由25摄氏度升高
到50摄氏度,空气膨胀将水挤压进管子,问管子里的水能不能升到顶呢,能的话一共能排出多少水呢.
根据查到的空气膨胀公式可以算出大概空气膨胀的体积,但是水柱在上升过程中也有压强,会和空气的压强达到平衡之后就不再继续上升了,这个我不会算.最好能详细点儿让我能自己换数据算= =
对空气,有公式：pV=nRT
其中,p是压强,V是体积,n是物质的量,这里可以当做常数,R是常数,T是开氏温度,是摄氏温度＋273.
液面的压力=dgh,d是液体密度,g是重力加速度,这里可以取10,h是高度
用第一个公式算出来p的变化,然后用第二个公式就能算出液面高度的变化
如果液面高度变化大于1.6,即溢出,则让h=1.6,用第二个公式算出来p,带入第一个公式里面算出V,这个就是溢出水的量了
再问： 谢谢！但是我还是有些不懂。。我算出的液面高度变化是2nR左右，那是要把n和R带进去算了？
然后这个液面高度跟管子的直径和数量没有关系么！
再答： 这个，额不应该有常数啊
由于管子很细，横截面积很小，能装的水也很少，我们可以假设空气体积不变
然后有：p和T成正比
再有前后温度，可以算出来：箱内液面表面压强p=1.013*10^5*323/298Pa,前面的那个常数是大气压
然后细管内液面上端的压强由于是和外界想通，是1.013*10^5Pa
然后两者的差值带入p=dgh，算出来h是0.85m
n和R都是常数，两个状态的方程列出来之后比一下就没有了
现在算的是没关系的，因为管子又细又少，万分之一那个数量级，就不考虑了
其中,p是压强,V是体积,n是物质的量,这里可以当做常数,R是常数,T是开氏温度,是摄氏温度＋273.
液面的压力=dgh,d是液体密度,g是重力加速度,这里可以取10,h是高度
用第一个公式算出来p的变化,然后用第二个公式就能算出液面高度的变化
如果液面高度变化大于1.6,即溢出,则让h=1.6,用第二个公式算出来p,带入第一个公式里面算出V,这个就是溢出水的量了
再问： 谢谢！但是我还是有些不懂。。我算出的液面高度变化是2nR左右，那是要把n和R带进去算了？
然后这个液面高度跟管子的直径和数量没有关系么！
再答： 这个，额不应该有常数啊
由于管子很细，横截面积很小，能装的水也很少，我们可以假设空气体积不变
然后有：p和T成正比
再有前后温度，可以算出来：箱内液面表面压强p=1.013*10^5*323/298Pa,前面的那个常数是大气压
然后细管内液面上端的压强由于是和外界想通，是1.013*10^5Pa
然后两者的差值带入p=dgh，算出来h是0.85m
n和R都是常数，两个状态的方程列出来之后比一下就没有了
现在算的是没关系的，因为管子又细又少，万分之一那个数量级，就不考虑了