Egy gőzgép 1500 négyzetcm felületű dugattyújára az egyik oldalon 6 atmoszféra nyomású vízgőz, a másik oldalon a szabad levegő 1 atm nyomása hat. Mennyi munkát végez egy löket alatt, ha a lökethossz 50 cm?

Hát ez csak első pillanatra egyszerű, mert a terjeszkedés során csökken a nyomás így az erő is.

A térfogati munka integrál V=0 tól V=lökettérfogat ig (P*dV) összefüggéssel számítható egzakt módon.

Ha középiskolai a feladat, akkor erre mindenképp fel kell hívni a tanerő figyelmét.

Járható út még az entalpiakülönbségből származó munka útján egy ütemre meghatározni , feltéve hogy állandó nyomáson tölt a gép.

(ami korántsem igaz hiszen az áramlő gőz nyomása (mivel mozog) a "torlónyomással" kisebb az össznyomásnál)

Tehát a töltő gőz entalpiatartalma - a kipuffogó gőz entalpiatartalma szorozva a terjeszkedő gőz tömegével az egy ütemben kinyerhető munka.

Most még azt kell figyelembevenni , hogy

1., a dugó mozgása ha nem egyenletes , akkor a dugó gyorsítási munkája veszteség.

2., a dugattyú milyen erő ellen végez munkát ???

Alapvetően a végzett munka Fxs, ahol F az erő ami végzi a munkát s az elmozdulás vektor, és x vektor szorzat. vagyis az erő irányába eső elmozdulás és az erő szorzata a munka itt.

Ezért számít ha gyorsul a dugattyú akkor a gyorsításához szükséges erő is munkát végez, vagyis a kinyerhető munka csökken.

Szóval, ha lehet

add meg:

1, súlytalan e a dugattyú?

2, az expanzió módjai (politropikus vagy izotermikus vagy esetleg izobár) (ezt úgy lehet elérni hogy a töltőszelep nyitva van az egész munkaütem alatt, a valóság ezek keveréke , a feladatban nyilvámvaló valamiféle egyszerűsítés van.

ha csak a légnyomás ellen és súlytalan a dugó vagy egyenletes a dugó mozgása akkor F=p*A alapon 0,15m2*101325Pa=15198N erő a külső légnyomás által a dugóra gyakorolt erő ,ez ellen dolgozik a gőz, mivel a légkör nyomása állandó ez nem változik.

W= F*s vagyis a légnyomás ellen végzett munka 7599J.