1. Главная
  2. Библиотека
  3. Физика
  4. В лабораторных записях Эдма Мариотта был обнаружен отче...
Разбор задачи

В лабораторных записях Эдма Мариотта был обнаружен отчет об одном эксперименте, в ходе которого исследователь очень медленно изменял высоту поршня в цилиндрическом вертикальном сосуде, в котором находились постоянные количества воды и воздуха. При этом он

  • Предмет: Физика
  • Автор: Кэмп
  • #Молекулярная физика
  • #Статистическая физика
В лабораторных записях Эдма Мариотта был обнаружен отчет об одном эксперименте, в ходе которого исследователь очень медленно изменял высоту поршня в цилиндрическом вертикальном сосуде, в котором находились постоянные количества воды и воздуха. При этом он

Условие:

В лабораторных записях Эдма Мариотта был обнаружен отчет об одном эксперименте, в ходе которого исследователь очень медленно изменял высоту поршня в цилиндрическом вертикальном сосуде, в котором находились постоянные количества воды и воздуха. При этом он записывал высоту положения поршня над дном сосуда и показания манометра, соединенного с сосудом. Согласно его записям, при h1=20 cmh_{1}=20 \mathrm{~cm} давление в сосуде было равно p1=85кp_{1}=85 \mathrm{к} Па, при h2=40 cmh_{2}=40 \mathrm{~cm} давление упало до p2=45kp_{2}=45 \mathrm{k} Па, а при h3=60 cmh_{3}=60 \mathrm{~cm} - до p3=30kp_{3}=30 \mathrm{k} Па. Стенки сосуда были прозрачными и хорошо проводили тепло. Мариотт отметил, что в ходе опыта температура в лаборатории не изменялась, а стенки были запотевшими изнутри только до подъема поршня на высоту h2=40 cmh_{2}=40 \mathrm{~cm}, а затем стали сухими. При какой температуре проводился опыт? В ответе напишите только числовое значение в C{ }^{\circ} \mathrm{C}, с точностью до 1C1{ }^{\circ} \mathrm{C}.

Решение:

Рассмотрим сосуд с воздухом и водой, в котором количество воздуха (nₐ) и количество воды (nᵥ) остаются постоянными, а температура T установилась за счёт хорошей теплопроводности стенок. При движении поршня объем сосуда изменяется пропорционально высоте h (V ∝ h). Давление в сосуде – это сумма парциальных давлений воздуха (pₐ) и водяного пара (pᵥ). Если в сосуде есть жидкая вода, то её пар удовлетворяет условию равновесия: если водяной пар насыщен, то его давление фиксируется и равно давлению насыщенного пара pₙₐₜ = p_sat(T). При этом если система «хочет» иметь больший pᵥ, излишек пара конденсируется на стенках (это и наблюдалось до h₂ = 40 см – стены были запотевшими).

Шаг 1. При h₁ = 20 см наблюдаем общее давление p₁ = 85 кПа. Так как пар насыщен, то pᵥ = p_...

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Какой физический принцип позволяет определить давление насыщенного пара воды в условиях, когда в сосуде присутствует как жидкая фаза, так и газообразная?

Что нужно знать по теме:

Что нужно знать по теме

Алгоритм решения

Топ 3 ошибок

Что спросит препод

Выбери предмет