Трубка с ртутью и температура в лаборатории
В лаборатории, где давление воздуха равно \(750\) мм рт. ст., провели следующий эксперимент. Взяли узкую трубку постоянного сечения, запаянную с одного конца. Поместили в трубку столбик ртути высотой \(2{,}5\) см и расположили трубку горизонтально так, что ртуть стала отделять воздух, заполняющий часть объёма трубки, от воздуха в лаборатории. Затем трубку расположили вертикально запаянным концом вниз, после чего воздух в трубке, находящийся под ртутью, нагрели на \(\Delta T=10\) °С. Объём воздуха в закрытой части трубки, при этом, оказался равен объёму воздуха в этой же части, когда трубка располагалась горизонтально. Рассчитайте температуру воздуха в лаборатории.
▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
ПодсказкаЗапишите уравнение состояния воздуха под ртутью для двух положений трубки при одинаковом объёме и сравните их. Добавка к давлению — это давление столбика ртути.
▶ОтветСкрыть: ответ
Ответ\(T=300\) К.
▶РешениеСкрыть: решение
РешениеЗапишем уравнение Клапейрона — Менделеева для воздуха, находящегося в закрытой ртутью части трубки, в двух случаях: \[pV=\nu RT\] при горизонтальном положении трубки; \[(p+\Delta p)V=\nu R(T+\Delta T)\] при вертикальном положении трубки. Здесь \(p\) — давление воздуха в лаборатории, \(\Delta p\) — давление столбика ртути, \(T\) — температура воздуха в лаборатории, \(\Delta T\) — изменение температуры воздуха в закрытой части сосуда после нагрева. Поделив одно уравнение на другое, находим \[T=\Delta T\,\frac{p}{\Delta p}.\] Ответ получаем, заметив, что \(\Delta p=25\) мм рт. ст.: \(T=300\) К.
Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.
Похожие задачи
- Столбик ртути в трубке (C2) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Ртуть в трубке (C2) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Ртуть в трубке (C2) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Нагрев воздуха в трубке со ртутью (C2) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Столбик ртути в трубке (C2) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Столбик ртути (C2) ЕГЭ 2008, 11 кл.