№№ заданий Пояснения Ответы Ключ Добавить инструкцию Критерии
Источник Раздел кодификатора ФИПИ Справка
PDF-версия PDF-версия (вертикальная) PDF-версия (крупный шрифт) PDF-версия (с большим полем) Версия для копирования в MS Word
Задания
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 азота 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.