8 svar
641 visningar
Mikael behöver inte mer hjälp
Mikael 14 – Fd. Medlem
Postad: 16 jan 2019 14:53 Redigerad: 16 jan 2019 14:57

Fysikfrågor - Lufttryck

"Manometern i toppen av en gastub visar 1,0 MPa.
Tubens inre tvärsnittsarea är 80 cm2 och höjden är 1,50 m.
Gasen väger 0,24 kg.
Om gasbehållaren står upp är trycket faktiskt inte lika stort överallt i behållaren.
Hur stor är skillnaden mellan det största och det minsta trycket?"

 

Hejsan. Jag  behöver hjälp med denna uppgift. 

Densiteten av gasen är 0,24/(0,008*1,50)= 20kg/m^3.

När jag då vill veta hur stor trycket är vid botten så gör jag p=ρgh

=20*9,82*1,5=294,6Pa. Varför blir det så lite?  Var intr trycket uppåt 1,0MPa? Det måste ju finnas ett större tryck vid botten pågrund av tyngden . Så det måste bli 1,0MPa och mer. Sedan tänker jag ta det andra trycket - första trycket= tryckskillnaden 

SeriousCephalopod 2696
Postad: 16 jan 2019 15:00 Redigerad: 16 jan 2019 16:57

Laplace Pascals lag på formen p=ρgh beskriver inte absolut tryck utan beskriver tryckskillnad mellan två nivåer i en (inkompressibel) fluid (vätska/gas) där höjdskillnaden mellan nivåerna är h.

För att betona att detta är en tryckskillnad kan man egentligen lägga ett delta framför p

Δp=ρgh\Delta p = \rho g h, där Δp\Delta p är tryckskillnaden mellan två punkter i en fluid där hh är vertikal höjdskillnad mellan de två punkterna, ρ\rho är fluidens densitet, och gg graviationsaccellerationen.

För att få absolut tryck så adderar men tryckskillnaden till trycket i toppen av behållaren

pbottten=ptopp+Δpp_{bottten} = p_{topp} + \Delta p

Så ja trycket är uppåt 1,0MPa plus 295,6 Pa till följd av gasens vikt. 

SeriousCephalopod 2696
Postad: 16 jan 2019 15:08 Redigerad: 16 jan 2019 16:57

Det vore för övrigt möjligt att sidogå Laplace Pascals lag helt då vi är givna massan hos gasen m = 0,24 kg

Så gasen, likt vilken kropp som helst verkar med dess tyngdkraft på underlaget och man kunde tagit fram trycket via definitionen

pgasvikt=FA=mgAp_{gasvikt} = \frac{F}{A} = \frac{mg}{A}

där A var tvärsnittsarean/bottens area.  Men att gå via densiteten går lika bra. 

Mikael 14 – Fd. Medlem
Postad: 16 jan 2019 16:41 Redigerad: 16 jan 2019 16:46
SeriousCephalopod skrev:

Laplace lag på formen p=ρgh beskriver inte absolut tryck utan beskriver tryckskillnad mellan två nivåer i en (inkompressibel) fluid (vätska/gas) där höjdskillnaden mellan nivåerna är h.

För att betona att detta är en tryckskillnad kan man egentligen lägga ett delta framför p

Δp=ρgh\Delta p = \rho g h, där Δp\Delta p är tryckskillnaden mellan två punkter i en fluid där hh är vertikal höjdskillnad mellan de två punkterna, ρ\rho är fluidens densitet, och gg graviationsaccellerationen.

För att få absolut tryck så adderar men tryckskillnaden till trycket i toppen av behållaren

pbottten=ptopp+Δpp_{bottten} = p_{topp} + \Delta p

Så ja trycket är uppåt 1,0MPa plus 295,6 Pa till följd av gasens vikt. 

 Tack för hjälpen. Men varför blir trycket uppåt? Är det inte neråt ? 1,0MPa plus 295,6. Skulle man kunna lösa uppgiften om av utgår från densiteten utan att veta Laplace lag ? I boken fanns inte den lagen. 

SeriousCephalopod 2696
Postad: 16 jan 2019 16:58

Vet inte varför jag skrev Laplace. Borde ha skrivit Pascals lag, vilket är vad man kallar den där densitet*g*höjd-lagen. 

Mikael 14 – Fd. Medlem
Postad: 16 jan 2019 19:39
SeriousCephalopod skrev:

Vet inte varför jag skrev Laplace. Borde ha skrivit Pascals lag, vilket är vad man kallar den där densitet*g*höjd-lagen. 

 Tack för hjälpen igen. Vart kommer 1MPa ifrån ? Är det från gasen?

SeriousCephalopod 2696
Postad: 16 jan 2019 20:19

1MPa kommer från gasen själv i meningen att det är det spontana trycket som gaser utvecklar mot dess omgivning (behållaren) genom kollissioner med behållarens väggar oberoende av gasens vikt.

Molekylerna som en gas består av rör sig hela tiden runt med förhållandevis hög hastighet och studsar fram och tillbaka mellan väggarna inne i behållaren och kumulativt upplevs dessa kollisioner som ett kontinuerligt tryck. 

Ju fler partiklar som finns i gasen ju större blir det resulterande trycket till följd av fler kollissioner per sekund, och ju högre temperatur gasen har ju högre blir trycket lika så eftersom högre temperatur korresponderar mot högre hastighet och en kollision blir mer våldsam om de rör sig snabbt. 

Formellt beskrivs detta tryck (till en första approximation) av Ideala gaslagen. 

Mikael 14 – Fd. Medlem
Postad: 16 jan 2019 21:05 Redigerad: 16 jan 2019 21:23
SeriousCephalopod skrev:

1MPa kommer från gasen själv i meningen att det är det spontana trycket som gaser utvecklar mot dess omgivning (behållaren) genom kollissioner med behållarens väggar oberoende av gasens vikt.

Molekylerna som en gas består av rör sig hela tiden runt med förhållandevis hög hastighet och studsar fram och tillbaka mellan väggarna inne i behållaren och kumulativt upplevs dessa kollisioner som ett kontinuerligt tryck. 

Ju fler partiklar som finns i gasen ju större blir det resulterande trycket till följd av fler kollissioner per sekund, och ju högre temperatur gasen har ju högre blir trycket lika så eftersom högre temperatur korresponderar mot högre hastighet och en kollision blir mer våldsam om de rör sig snabbt. 

Formellt beskrivs detta tryck (till en första approximation) av Ideala gaslagen. 

 Tusen tack för hjälpen!!!

Ok så 1MPa kommer från kollisioner.

1)Hur skulle man då kunna göra för att räkna direkt det totala trycket vid bottnen? Alltså Få som svar 1000295,6 istället för 295,6? Kan man göra det med informationen från uppgiften?

2)En annan fråga. 

I ett glas med bottenarean 40cm^2 finns vatten till höjden 20cm. 

a) Hur stort är vätsketrycket vid bottnen?

svar blir då p=Densitet*höjden* g= (1,0*10^3kg/m^3) * (0,20m) * (9,82 N/kg)=2,0kPa. 

 På uppgiften fick man det totala vätsketrycket direkt med hjälp av pascals lag, varför fick inte man samma sak på uppgiften om manometern ? Vi använde pascals lag där också. Varför fick man då olika svar? 

Jag ber om ursäkt för alla dessa frågor.

SeriousCephalopod 2696
Postad: 16 jan 2019 22:17 Redigerad: 16 jan 2019 22:29

Om du är nöjd med diskussionen om gastuben så bör du starta en ny tråd för nya frågor. 

1) Avslutande om tuben. Man adderar 295.6Pa till 1MPa. Finns inte så mycket mer att göra, så jag är inte riktigt hundra på vad frågan är (även om jag har förståelse för att koncepten såklart tar en stund att lära sig så naturligt att saker kan kännas underliga)

2) Vätsketrycket avser precis trycket från vätskans vikt och då är det bara att använda Pascals lag. Sedan är detta tryck bara en del av det totala trycket när det kan finnas tryckbidrag från andra källor som atmosfären men ofta är man inte intresserad av absolut tryck utan endast tryckskillnader

Ville man ha absolut tryck skulle man addera ytterligare tryck från andra källor. 

Exempelvis att atmosfären trycker på en med ett massivt tryck på våra öron är inget vi känner av då trycket på insidan av örat är lika stort men när man dyker ner i vatten så uppstår en tryckskillnad mellan inneröra och utanför örat och det är då det gör ont. Endast tryckskillnader spelar egentligen någon roll i den mesta fysiken.

Svara
Close