Газовый термометр: длина трубки
5/10В тонкостенную колбу впаяна длинная тонкая стеклянная трубка постоянного внутреннего сечения (см. рис.). В трубке находится капелька ртути, отделяющая воздух в колбе от окружающего воздуха. Изменение температуры окружающего воздуха при постоянном атмосферном давлении приводит к смещению капельки — получаем газовый термометр. При температуре \(t_1 = 17\,^\circ\)C капелька находится на расстоянии \(L_1 = 20\) см от колбы, а при температуре \(t_2 = 27\,^\circ\)C — на расстоянии \(L_2 = 30\) см. Чему равна длина трубки, если максимальная температура, которую можно измерить этим термометром, \(t_3 = 47\,^\circ\)C? Атмосферное давление считать неизменным.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаОбъём воздуха в термометре пропорционален \(V_0 + LS\); при постоянном давлении \(V_0 + LS \propto T\). Запишите это для трёх температур.
Ответ\(L_3 = 50\) см.
РешениеУравнения состояния для трёх опытов: \(P(V_0 + L_1S) = \nu RT_1\), \(P(V_0 + L_2S) = \nu RT_2\), \(P(V_0 + L_3S) = \nu RT_3\). Отсюда \(L_3 = L_1 + \dfrac{T_3 - T_1}{T_2 - T_1}(L_2 - L_1) = 20 + \dfrac{320 - 290}{300 - 290}\cdot 10 = 50\) см.
Похожие задачи
- Ртуть в сосуд при остывании воздуха «Гранит науки» 2020/21, 9–11 кл.
- Трубка с ртутью «Покори Воробьёвы горы!» 2024/25, 10 кл.
- Ртутный столбик в трубке СПбГУ 2011/12, 10 кл.
- Высота горы по капле ртути Курчатов 2012/13, 10 кл.
- Газовый термометр с каплей ртути в трубке Физтех 2014/15, 11 кл.
- Газ и ртуть в трубке «Надежда энергетики» 2017/18, 10 кл.