Методические вопросы > Решение задач
Как читать график работы газа от времени?
alsak:
Среди задач по физике школьного курса очень редко встретите задачи c графиками зависимости работы газа от времени (см. google). Но в репетиционном тестировании за этот год такую задачу включили. При ее решении у меня возникло несколько вопросов, на которые я для себя нашел ответы. Но все же есть сомнения, и хотелось бы услышать мнение других учителей.
Построим график работы газа A от времени t. Предположим газ находится в сосуде с поршнем, процесс изобарный, поршень двигается с постоянной скоростью υ. Тогда работа газа
\[ A=p\cdot \Delta V=p\cdot S\cdot \upsilon \cdot t. \;\;\;\;(1) \]
График функции (1) — это прямая линия, проходящая через начало координат (рис. 1). Если поршень будет двигаться не равномерно, или процесс не будет изобарным, то поменяется вид графика.
Выделим на графике несколько точек (например, В и С) и определим их координаты (рис. 2).
Вопрос 1. Какой физический смысл у координат A1 и A2?
Скорее всего правильный ответ будет, что A1 и A2 — это работа газа за промежуток времени от нуля до t1 и t2 соответственно.
Вопрос 2. Чему равна работа газа на промежутке от t1 до t2?
Работа газа будет равна ΔA = A2 – A1.
Поменяем вид графика. Он теперь нелинейный (процесс не изобарный, скорость изменяется…) и не проходит через начало координат. Опять выделим на графике несколько точек (например, В и С) и определим их координаты (рис. 3).
Вопрос 3. Какой теперь физический смысл у координат A1 и A2?
На этот вопрос у меня ответа нет.
Вопрос 4. Чему равна работа газа на промежутке от t1 до t2?
Работа газа все также будет равна ΔA = A2 – A1.
PS Условие задачи РТ выложу после окончания первого этапа (после 1 января).
anat:
Скорее всего, это так.
Но вот я нигде не встречал графика работы газа от времени. Существует ли вообще такое понятие, как "график зависимости работы газа от времени"? И в чем физический смысл такого графика? Очевидно, что школьники с этим не сталкивались. Да что там школьники, далеко не все учителя могут разобраться. Поэтому я считаю, что данная задача не должна быть на РТ.
ДАС:
Если дан график зависимости работы от времени, то значит речь идёт о мгновенной работе:в момент времени t1 - работа равна А1 (в следующий миг - она другая). В случае линейной зависимости А(t) речь идет о средней работе за промежуток времени t2 - t1. Что касается РТ-1, то там должны быть даны не графики зависимости внутренней энергии и работы от времени, а графики совершенной работы (измения внутренней энергии) за указанный промежуток времени.
alsak:
--- Цитата: ДАС от 22 Декабря 2016, 21:05 ---Если дан график зависимости работы от времени, то значит речь идёт о мгновенной работе:в момент времени t1 - работа равна А1 (в следующий миг - она другая).
--- Конец цитаты ---
Здесь я не согласен. Работа не может быть в данный момент времени, она определяется только за промежуток времени. Поэтому как понимать понятие "мгновенная работа"?
ДАС:
Но ведь существует понятие "мгновенная мощность". РТ 2013-2014 (не помню какой этап): нужно было найти мощность в конкретный момент времени (при конкретном значении скорости). Приращение работы за достаточно малый промежуток времени (промежуток времени устремляем к нулю) и есть мгновенная мощность. Работа как функция времени:производная работы по времени - мощность.
Навигация
Перейти к полной версии