На рисунке 5.21 показан разрез предохранительного клапана. Какой груз необходимо подвесить на рычаг, чтобы предотвратить выход пара через клапан? Давление в котле в 12 раз превышает нормальное атмосферное давление. Площадь клапана составляет 3 см, вес клапана и рычага не учитывается. Плечи измерьте по рисунку. Как нужно переместить груз, если давление пара в котле увеличится или уменьшится? Пожалуйста, обоснуйте свой ответ. Можно приложить фото?

Физика 8 класс Гидростатика и давление физика 8 класс предохранительный клапан разрез клапана груз на рычаг давление в котле атмосферное давление площадь клапана плечи рычага изменение давления обоснование ответа фото задачи механика законы физики Новый

Для того чтобы предотвратить выход пара через клапан, необходимо рассчитать груз, который нужно подвесить на рычаг. Давайте разберем ситуацию шаг за шагом!

1. Определим давление в котле:

• Нормальное атмосферное давление составляет примерно 101325 Па.
• Если давление в котле в 12 раз превышает атмосферное, то оно равно: 12 * 101325 = 1215900 Па.

2. Рассчитаем силу, действующую на клапан:

• Площадь клапана = 3 см² = 3 * 10^-4 м².
• Сила, действующая на клапан (F) = давление (P) * площадь (S).
• F = 1215900 Па * 3 * 10^-4 м² = 364.77 Н.

3. Определим, какой груз нужно подвесить:

• Сила тяжести (G) = масса (m) * g, где g ≈ 9.81 м/с².
• Чтобы предотвратить выход пара, сила, действующая на рычаг от груза, должна быть равна силе, действующей на клапан.
• 364.77 Н = m * 9.81 м/с².
• m = 364.77 Н / 9.81 м/с² ≈ 37.12 кг.

4. Как нужно переместить груз при изменении давления:

• Если давление пара в котле увеличится, то необходимо увеличить массу груза, чтобы компенсировать возросшую силу, действующую на клапан.
• Если давление пара в котле уменьшится, то груз можно немного уменьшить или переместить ближе к оси рычага, чтобы снизить силу, действующую на клапан.

Таким образом, для предотвращения выхода пара через клапан необходимо подвесить груз массой примерно 37.12 кг. При изменении давления в котле необходимо соответственно увеличивать или уменьшать массу груза!

К сожалению, я не могу приложить фото, но надеюсь, что объяснение было понятным и полезным!