СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
≡ физика
сайты - меню - вход - новости




Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 30 № 6511

В камере, заполненной азотом, при температуре T0 = 300 К находится открытый цилиндрический сосуд (рис. 1). Высота сосуда L = 50 см. Сосуд плотно закрывают цилиндрической пробкой и охлаждают до температуры T1. В результате расстояние от дна сосуда до низа пробки становится h = 40 см (рис. 2). Затем сосуд нагревают до первоначальной температуры T0. Расстояние от дна сосуда до низа пробки при этой температуре становится H = 46 см (рис. 3). Чему равна температура T1? Величину силы трения между пробкой и стенками сосуда считать одинаковой при движении пробки вниз и вверх. Массой пробки пренебречь. Давление азота в камере во время эксперимента поддерживается постоянным.

Решение.

Пусть — давление азота в камере; — давление в сосуде в ситуации на рис. 2; — давление в сосуде при температуре в конце опыта; — площадь горизонтального сечения сосуда.

Параметры азота в сосуде в первоначальном состоянии и при температуре связаны равенством, следующим из уравнения Клапейрона — Менделеева: откуда

Условие равновесия пробки при температуре откуда

Параметры воздуха в сосуде в первоначальном и конечном состояниях также связаны равенством, следующим из уравнения Клапейрона — Менделеева: откуда Условие равновесия пробки в конечном состоянии: откуда

 

 

Приравнивая друг другу два выражения для получаем равенство

 

Отсюда

Ответ: 219 К.

Источник: Де­мон­стра­ци­он­ная версия ЕГЭ—2015 по физике.
Спрятать решение · ·
Кирилл Красильников 18.06.2018 20:37

А разве нам не дано, что p=const? И тогда, если прировнять давления на рис. 2 и рис. 3, то мы можем вывести зависимость Т1/Т0=h/H => T1=(h*T0)/Н, при подставлении получится, что Т1 будет равна примерно 261 К?

Антон

Давление в сосуде не постоянно, и оно отличается от давления в камере из-за трения пробки о стенки сосуда.