Fizica clasa a-10-a problema rezolvata 26

O butelie a fost astupata la temperatura T₁ = 27^oC si la presiunea atmosferica p₁ = 100 kPa cu un dop de sectiune S = 4,0 cm², depunand un efort F = 10 N. Pana la ce temperatura trebuie incalzita butelia pentru ca dopul sa sara?

Rezolvare

Initial, la introducerea dopului, presiunea gazului din butelie era egala cu presiunea atmosferica, deci forta depusa (F) trebuie sa invinga forta de frecare (Ff) dintre dop si peretii de sticla:

F = Ff

Prin incalzirea buteliei, presiunea gazului din interior creste, conform legii transformarii izocore (legea lui Chartes):

p₂ / p₁ = T₂ / T₁

p₂ = p₁(T₂ / T₁)

Forta asupra dopului generata de diferenta de presiune din interior si exterior trebuie sa invinga forta de frecare pentru a putea azvarli dopul, deci:

(p₂ – p₁)S ≥ F = Ff

p₁[(T₂ / T₁) - 1]S = F

T₂ = T₁[F / (Sp₁) + 1] =>

T₂ = 375 K

T₂ = 102^oC

Legenda

p = presiune

T = temperatura

F = forta (efort)

Ff = forta de frecare

S = sectiune dop

Probleme rezolvate fizica clasa a-10-a

Exercitii si probleme rezolvate