Расширительный бак отопления
5/10Чтобы избежать избыточного давления в отопительной системе, возникающего в результате расширения воды, в систему добавляют расширительный бак. Он состоит из цилиндра объёмом \(V\), который разделяется тонкой свободно движущейся перегородкой на две части. Одну из этих частей наполняют сжатым воздухом (\(T_0 = 20^\circ\)C) до давления \(p_0\), занимая при этом весь объём цилиндра. После этого вторую часть цилиндра соединяют с отопительной системой при температуре \(T_1 = T_0\), после чего систему наполняют водой, пока не достигают давления \(p_1 = 300\) кПа и общего объёма воды в системе 100 л. При завершении наполнения \(10\%\) расширительного бака оказываются заполненными водой. Зимой из-за отапливания вода в системе расширяется на \(1\,\%\), в результате чего давление поднимается до \(p_2\), а воздух в расширительном баке прогревается до \(T_2 = 40^\circ\)C.
Найдите начальное давление воздуха \(p_0\) в расширительном баке. Ответ выразите в кПа, округлите до целого числа.
Найдите наименьший объём бака \(V\), чтобы дополнительное давление \(\Delta p = p_2 - p_1\), возникающее в результате расширения воды, не превышало 50 кПа. Ответ выразите в литрах, округлите до десятых.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаВоздух в баке подчиняется уравнению состояния газа постоянной массы; перегородка выравнивает давления воздуха и воды. Объём воздуха уменьшается ровно на объём воды, перетёкшей в бак.
Ответ1) \(p_0 = 270\) кПа; 2) \(V = 13{,}2\) л.
Похожие задачи
- Процесс над идеальным газом МОШ 2011/12, 10 кл.
- Порошок кристаллов в сосуде МОШ 2011/12, 11 кл.
- Цилиндр с клапанами МОШ 2014/15, 11 кл.
- Газ в сосуде с подвижным поршнем МОШ 2009/10, 10 кл.
- Цилиндр с двумя клапанами МОШ 2015/16, 10 кл.
- Барометр Ломоносова МОШ 2022/23, 10 кл.