Воздух при температуре т=100° c и относительной влажности φ=20% находится в гладком вертикальном цилиндре под поршнем. на поршень медленно насыпают
песок, при этом объем цилиндра под поршнем уменьшился в 6 раз, а масса росы выступившей на стенках цилиндра равна 0,2 г. найдите массу насыпанного песка. температура в цилиндре поддерживается постоянной. атмосферное давление 10⁵па. начальная высота поршня над дном н = 2 м.
опыт стал первым экспериментальным доказательством взаимосвязи электрических и магнитных явлений.
С векипедии
ω=2πn=2*3,14*(5800/60)=607 c⁻¹.
Рассматриваем маленький объемчик dV с массой dm, который находится на расстоянии R=0.12 см от оси вращения. Так как он движется по окружности, то на него действует центробежная сила, отбрасывающая его к краю сеператора. Величина этой силы равна массе dm, умноженной на ускорение ω²R=607²*0.12=4.42*10⁶ м/с².
Масса объемчика маленькая, значит и сила тоже будет маленькая (т.е. не F, а dF):
dF=dm*4.42*10⁶ (Ньютон)
В задаче спрашивают про силу, действующую на единицу объема, а не на весь объем dV. Чтоб найти эту силу, делим dF на объем dV=dm/ρ (ρ=870 кг/м³ -- плотность).
Настала пора ответик посчитать:
dF/dV=dm*4.42*10⁶ / (dm/ρ) = 4.42*10⁶ * ρ=
= 4.42*10⁶ * 870 = ...(Ньютон/м³)