Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Сосуд с воздухом, отделенным от атмосферы поршнем, поместили в сосуд с

Условие

Рисунок к задаче

Сосуд с воздухом, отделенным от атмосферы поршнем, поместили в сосуд с водой и прикрепили ко дну кастрюли нитью, не дающей сосуду всплыть на поверхность. Начальная температура воздуха в сосуде и воды в кастрюле t₁ = 18 °C. Кастрюлю помещают в холодильник. Ниже какой температуры t₂ должна охладиться вода, чтобы сосуд опустился на дно кастрюли?Начальный объем воздуха в сосуде V₁ = 2 дм³. Масса сосуда с поршнем m = 2,2 кг. Сосуд и поршень изготовлены из стали, плотность которой ρ=7800кг/м3\rho = 7800 кг/м^{3} Поршень может скользить без трения со стенками сосуда. Считать массу воздуха в сосуде намного меньшей, чем масса сосуда с поршнем.

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    В сосуде с воздухом по условию поршень может скользить без трения. Значит, он будет перемещаться до тех пор, пока внешнее и внутреннее давление не станут равными. Учитывая, что глубина кастрюли небольшая, внешнее давление на поршень существенно не изменится. Поэтому процесс охлаждения воздуха в сосуде можно считать изобарным. Тогда по закону Гей-Люссака: V1V2=T1T2,\frac{V_1}{V_2} = \frac{T_1}{T_2} , откуда: T2=V2T1V1T_2= \frac{V_2}{T_1} V_1

Осталось ещё 3 шага

  1. При начальной температуре воды на сосуд…

  2. При понижении температуры воды, воздух в…

  3. Объединяя уравнения и неравенство, получаем…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого»

Сосуд с воздухом, отделенным от атмосферы поршнем, поместили в сосуд с — решение с объяснением | Lom Ai