Цилиндр прикреплён вверх дном к стенке открытого сосуда с водой (см. рис.). Верхняя часть цилиндра заполнена воздухом, давление которого равно атмосферному давлению. Высота дна цилиндра над уровнем воды h = 1 см. Вода имеет температуру to = 0оС. На

24 октября 2025
Физика

Условие:

Цилиндр прикреплён вверх дном к стенке открытого сосуда с водой (см. рис.). Верхняя часть цилиндра заполнена воздухом, давление которого равно атмосферному давлению. Высота дна цилиндра над уровнем воды h = 1 см. Вода имеет температуру to = 0оС. На сколько сместится уровень воды в цилиндре, если воду и воздух нагреть до температуры 100оС, но не доводить воду до кипения? Тепловым расширением воды и сосуда, а также давлением водяного пара при 0оС пренебречь. Сосуд широкий.

Решение:

Для решения задачи необходимо учесть тепловое расширение воды и воздуха при нагревании. 1. Исходные данные: - Высота дна цилиндра над уровнем воды h = 1 см. - Начальная температура воды t0 = 0°C. - Конечная температура воды и воздуха t = 100°C. 2. Объем воздуха в цилиндре: Поскольку цилиндр прикреплён вверх дном, объем воздуха в цилиндре можно выразить через высоту h и площадь основания S цилиндра: V_воздуха = S * h. 3. Тепловое расширение воздуха: Объем воздуха при нагревании можно найти по формуле: Vвоздуха(100°C) = Vвоздуха(0°C) (1 + β ΔT), где β — ко...