Lepo pozdravljeni,
potreboval bi pomoč pri sledeči nalogi, ne vem, če spada ravno pod poglavje fizika, vendar vseeno:
S kontinuirno ravnotežno destilacijo (flash) ločujemo zmes 50 mol % benzena - 50 mol % toluena, in sicer pri p=1 bar. Podan je ravnotežni diagram in tudi vrelni diagram. Naloga je: nariši grafe veličin - vse kot funkcijo f:
a) temperatura v separatorju-ekspanzijska posoda
b) Sestavo tekoče faze, ki zapušča separator
c) Sestavo par, ki zapuščajo separator
Kako se sploh lotiti tega?
fizika
Re: fizika
Kopirano iz wikipedie: http://en.wikipedia.org/wiki/Joule–Thom ... _mechanism :As a gas expands, the average distance between molecules grows. Because of intermolecular attractive forces (see Van der Waals force), expansion causes an increase in the potential energy of the gas. If no external work is extracted in the process and no heat is transferred, the total energy of the gas remains the same because of the conservation of energy. The increase in potential energy thus implies a decrease in kinetic energy and therefore in temperature.
Men so to sliši ful podobno Hirnovem poskusu. O.o Kar me mal bega. Bi znal kdo povedat bistvo Joule-Kelvinovega procesa? (polega tega da se ohranja entalpija?)
Men so to sliši ful podobno Hirnovem poskusu. O.o Kar me mal bega. Bi znal kdo povedat bistvo Joule-Kelvinovega procesa? (polega tega da se ohranja entalpija?)
Re: fizika
Izmenja se delo. Sicer pa imaš na isti strani primerjavo vseh treh skrajnosti, od adiabatne spremembe pa do Hirnovega poskusa.
-
JakaFizika
- Prispevkov: 9
- Pridružen: 31.1.2014 22:23
Viskoznost
Kroglica s premerom 1 cm iz stekla z gostoto 2,5 g/cm3 potopimo v glicerin z gostoto 1,26 g/cm3 in vsikoznostjo 1,39 kg/ms ter spustimo.
a) Koliko časa preden kroglica doseže polovice max hitrosti?
b) Koliko poti naredi kroglica ko doseže 0.99-krat max hitrosti?
Jaz se lotim to tako, da najprej zapišem pač N. zakon.
ma = m*g - V *ro(glicerina)*g - 6*pi*r*n*v (n je viskoznost, uporabim linearno zakon ker ni podan koeficient kvadratnega upora in pri drugih nalogah je)
a=dv/dt vstavim v enačbo in potem ne znam obrniti te enačbe da bi lahko integriral
a) Koliko časa preden kroglica doseže polovice max hitrosti?
b) Koliko poti naredi kroglica ko doseže 0.99-krat max hitrosti?
Jaz se lotim to tako, da najprej zapišem pač N. zakon.
ma = m*g - V *ro(glicerina)*g - 6*pi*r*n*v (n je viskoznost, uporabim linearno zakon ker ni podan koeficient kvadratnega upora in pri drugih nalogah je)
a=dv/dt vstavim v enačbo in potem ne znam obrniti te enačbe da bi lahko integriral
Re: fizika
Najprej stran z vsemi brezveznimi konstantami. Opravka imaš z enačbo
dv/dt+(1/tau)*v=A
To je linearna enačba s konstantnimi koeficienti. To veš, da ima za rešitev eksponentno funkcijo. Nehomogeni del potem lahko rešiš z nastavkom (ki je očiten - v=konstanta). V najslabšem primeru bi lahko šel tudi z variacijo konstante.
Druga možnost je, da enostavno veš kaj iščeš (eksponentno približevanje stacionarnemu stanju, ki ga izračunaš iz a=0). To je isto kot zgoraj, ampak potegnjeno iz razumevanja.
Lahko pa tudi narediš separacijo spremenljivk (drugi člen neseš na desno in potem lahko separiraš).
dv/dt+(1/tau)*v=A
To je linearna enačba s konstantnimi koeficienti. To veš, da ima za rešitev eksponentno funkcijo. Nehomogeni del potem lahko rešiš z nastavkom (ki je očiten - v=konstanta). V najslabšem primeru bi lahko šel tudi z variacijo konstante.
Druga možnost je, da enostavno veš kaj iščeš (eksponentno približevanje stacionarnemu stanju, ki ga izračunaš iz a=0). To je isto kot zgoraj, ampak potegnjeno iz razumevanja.
Lahko pa tudi narediš separacijo spremenljivk (drugi člen neseš na desno in potem lahko separiraš).
-
JakaFizika
- Prispevkov: 9
- Pridružen: 31.1.2014 22:23
Re: fizika
Se vedno ne razumem. S kakšnim nastavkom naj bi resil to enačbo?
Ali lahko napišeš kako se separira da dobim vdv in dt vsak na svoji strani?
Ali lahko napišeš kako se separira da dobim vdv in dt vsak na svoji strani?
Re: fizika
Nastavek? Ja vendar
\(v=v_0-C*e^{-t/\tau}\)
oziroma če imaš slučajno v(0)=0, potem že veš, da je oblike
\(v=v_0(1-e^{-t/\tau})\)
kjer je v0 ravnovesna hitrost po dolgem času. Pri tem lahko rečeš, da je tau zaenkrat neznan in ga dobiš iz enačbe, je pa v tem primeru že kar enak tau v naši enačbi.
Lahko greš postopoma in nastaviš najprej eksponentno, ki reši homogeni del enačbe, in potem parkitularni nastavek, ki reši še nehomogeni člen.
Sicer pa kot rečeno
\(\frac{{\rm d}v}{{\rm d} t}=A-\frac{1}{\tau}v\)
\(\displaystyle\frac{{\rm d}v}{A-\frac{1}{\tau}v}={\rm d} t\)
Sicer je ta drugi pristop za ta tip enačb nenavaden in štorast. Linearne DE s konstantnimi koeficienti so trivialno rešljive z eksponentnim/trigonometričnim nastavkom (te so vedno rešitev, ne glede na red enačbe), nastavek takoj privede do karakteristične enačbe za neznane eksponente.
\(v=v_0-C*e^{-t/\tau}\)
oziroma če imaš slučajno v(0)=0, potem že veš, da je oblike
\(v=v_0(1-e^{-t/\tau})\)
kjer je v0 ravnovesna hitrost po dolgem času. Pri tem lahko rečeš, da je tau zaenkrat neznan in ga dobiš iz enačbe, je pa v tem primeru že kar enak tau v naši enačbi.
Lahko greš postopoma in nastaviš najprej eksponentno, ki reši homogeni del enačbe, in potem parkitularni nastavek, ki reši še nehomogeni člen.
Sicer pa kot rečeno
\(\frac{{\rm d}v}{{\rm d} t}=A-\frac{1}{\tau}v\)
\(\displaystyle\frac{{\rm d}v}{A-\frac{1}{\tau}v}={\rm d} t\)
Sicer je ta drugi pristop za ta tip enačb nenavaden in štorast. Linearne DE s konstantnimi koeficienti so trivialno rešljive z eksponentnim/trigonometričnim nastavkom (te so vedno rešitev, ne glede na red enačbe), nastavek takoj privede do karakteristične enačbe za neznane eksponente.
Re: fizika
Pozdravljeni!
Imam probleme z enim vprašanjem pri fiziki. Naloga obravnava SŠ fiziko, navor. Govori o odvijanju vijaka s ključem (10cm dolg ključ, 15N sila). Eno podvprašanje, ki me bega:
Kako se imenuje fizikalna količina, ki odloča, kako se vijak upira zasuku? Kolikšna je v zgornjem primeru?
Bi naj to bil kar navor? Ali je mišljeno kakšno lepenje/trenje? Pri tem, da naloga ne poda dovolj podatkov, da bi lahko izračunal lepenje... je kaj čisto tretjega? Ali je navor, ki je posledica sile lepenja/trenja * ročica, ki je pač polmer vijaka?
Hvala za pomoč!
Imam probleme z enim vprašanjem pri fiziki. Naloga obravnava SŠ fiziko, navor. Govori o odvijanju vijaka s ključem (10cm dolg ključ, 15N sila). Eno podvprašanje, ki me bega:
Kako se imenuje fizikalna količina, ki odloča, kako se vijak upira zasuku? Kolikšna je v zgornjem primeru?
Bi naj to bil kar navor? Ali je mišljeno kakšno lepenje/trenje? Pri tem, da naloga ne poda dovolj podatkov, da bi lahko izračunal lepenje... je kaj čisto tretjega? Ali je navor, ki je posledica sile lepenja/trenja * ročica, ki je pač polmer vijaka?
Hvala za pomoč!
Re: fizika
Huh. Ja naj bi bil navor ja, izvor navora je seveda lahko karkoli -- trenje, lepenje, upor, direktno "zahakljanje"... gre bolj za teoretično vprašanje.
Re: fizika
Prosim za obsežno razlago.
1. Izkoristek petrolejskega gorilnika je 40%. Koliko litrov vode s T=20°C lahko zavremo, če je v gorilniku 0,5 kg petroleja in požgemo vsega. Kurilna vrednost petroleja je 40 MJ/kg.
2. Soba s prostornino 60 m^3 prepušča skozi stene in okna 25,2 kJ/min. Koliko drv požgemo v peči z izkoristkom 20%, da obdržimo temperaturo sobe nespremenjeno? Koliko drv porabimo, da zrak v sobi segrejemo za 10°C. Kurilna vrednost drv je 18Mj/kg.
1. Izkoristek petrolejskega gorilnika je 40%. Koliko litrov vode s T=20°C lahko zavremo, če je v gorilniku 0,5 kg petroleja in požgemo vsega. Kurilna vrednost petroleja je 40 MJ/kg.
2. Soba s prostornino 60 m^3 prepušča skozi stene in okna 25,2 kJ/min. Koliko drv požgemo v peči z izkoristkom 20%, da obdržimo temperaturo sobe nespremenjeno? Koliko drv porabimo, da zrak v sobi segrejemo za 10°C. Kurilna vrednost drv je 18Mj/kg.
Re: fizika
Ti dam postopek z razlago, poskusi mu sledit in povej, če se zatakne.
1) Tukaj slediš količinam, ki jih moraš izračunat. Vemo, koliko petroleja imaš. Ker imaš kurilno vrednost, lahko dobiš njegovo kurilno energijo. Iz te energije in izkoristka ugotoviš, koliko energije dejansko lahko dobiš iz tega. Potem zapišeš zvezo, ki povezuje segrevanje neke mase snovi za znano temperaturno razliko s potrebno energije. Od tod potem dobiš iskano maso.
2) Vprašat se moramo, kaj sploh iščemo. Naloga zahteva vzdrževanje temperature, torej odgovor ne bo energija (masa drv) ampak moč (masa drv / časovno enoto). Prvi del je enostaven: rabimo toliko drv, da je (DRV/ČASOVNO ENOTO)*(KURILNA VREDNOST)*(IZKORISTEK)=IZGUBE. Izraziš iskano količino. Pri drugem delu moramo nekako ignorirat izgube, saj ne vemo niti koliko časa kurimo. Tako da samo iščemo običajno segrevanje, torej (MASA DRV)*(KURILNA VREDNOST)*IZKORISTEK=ENERGIJA SEGREVANJA. Specifično toplota zraka moraš še nekje dobit.
1) Tukaj slediš količinam, ki jih moraš izračunat. Vemo, koliko petroleja imaš. Ker imaš kurilno vrednost, lahko dobiš njegovo kurilno energijo. Iz te energije in izkoristka ugotoviš, koliko energije dejansko lahko dobiš iz tega. Potem zapišeš zvezo, ki povezuje segrevanje neke mase snovi za znano temperaturno razliko s potrebno energije. Od tod potem dobiš iskano maso.
2) Vprašat se moramo, kaj sploh iščemo. Naloga zahteva vzdrževanje temperature, torej odgovor ne bo energija (masa drv) ampak moč (masa drv / časovno enoto). Prvi del je enostaven: rabimo toliko drv, da je (DRV/ČASOVNO ENOTO)*(KURILNA VREDNOST)*(IZKORISTEK)=IZGUBE. Izraziš iskano količino. Pri drugem delu moramo nekako ignorirat izgube, saj ne vemo niti koliko časa kurimo. Tako da samo iščemo običajno segrevanje, torej (MASA DRV)*(KURILNA VREDNOST)*IZKORISTEK=ENERGIJA SEGREVANJA. Specifično toplota zraka moraš še nekje dobit.
Re: fizika
Po 2 m dolgi cevi z notranjim premerom 4 mm črpamo tekoči natrij pri 400 °C s stalno tlačno razliko 0,1 bar. Za koliko % se spremeni pretok, če se temperatura zviša za 5K? Snov iz katere je cev ima linearno razteznost \(0,12 K^{-1}\), temperaturni koeficient viskoznosti pa je podan z \(\frac{\mathrm{d} \eta }{\eta } \mathrm{d}T=-1,2\cdot 10^{-3}K^{-1}\).
Tok viskozne tekočine po cevi je \(\phi _V=\frac{\pi \Delta p r^4}{8\eta l}\). Če enačbo logaritmiram in odvajam:
\(\frac{d\phi _V}{\phi _V}=4\frac{dr}{r}-\frac{d\eta }{\eta }\)
\(\frac{d\phi _V}{\phi _V}=4\alpha dT-\frac{d\eta }{\eta dT}dT\)
To se mi zdi kar mal sumljivo prelahko, da bi bilo to vse?
Tok viskozne tekočine po cevi je \(\phi _V=\frac{\pi \Delta p r^4}{8\eta l}\). Če enačbo logaritmiram in odvajam:
\(\frac{d\phi _V}{\phi _V}=4\frac{dr}{r}-\frac{d\eta }{\eta }\)
\(\frac{d\phi _V}{\phi _V}=4\alpha dT-\frac{d\eta }{\eta dT}dT\)
To se mi zdi kar mal sumljivo prelahko, da bi bilo to vse?
Re: fizika
V redu bo, te majhne spremembe niso nikoli kaj posebno kompliciranega.
Re: fizika
1. naloga: prosil bi za pomoč pri enačbi za izračun mase, ker se res ne spomnim nobene enačbe, ki bi vsebovala vse te elemente
Re: fizika
Ali je to enačba: Q= m x c x T? Ali je toplota 8 MJ (40% IZKORISTEK), rezultat pa 6,51 L?