Нагрев U-образной трубки
5/10Одно колено высокой симметричной \(U\)-образной трубки, имеющей площадь поперечного сечения \(S\), открыто в атмосферу, а второе — наглухо закрыто. Трубка заполнена жидкостью плотностью \(\rho\), причём в открытом колене уровень жидкости доходит до краёв, а в закрытом — на \(h\) ниже из-за оставшегося под крышкой воздуха (рис.). Трубку нагревают от начальной комнатной температуры \(T_1\) до температуры \(T_2\) кипения жидкости при атмосферном давлении \(P_0\). Найдите объём \(\Delta V\) жидкости, вылившейся из открытого колена к моменту закипания, если известно, что уровень жидкости в закрытом колене остался выше горизонтального участка трубы. Испарением жидкости из открытого колена в процессе нагревания и давлением насыщенных паров жидкости при комнатной температуре можно пренебречь.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаУровень в открытом колене всё время у края, поэтому давление воздуха в закрытом колене определяется разностью уровней. При температуре кипения к давлению воздуха добавляется давление насыщенного пара, равное \(P_0\). Запишите уравнение состояния для воздуха в начале и в конце.
Ответ\(\Delta V = Sh\left(\sqrt{\dfrac{T_2}{T_1}\left(1 + \dfrac{P_0}{\rho g h}\right)} - 1\right)\)
Похожие задачи
- Давление в бутылке ВсОШ 1992/2001, 10 кл.
- Давление в воздушном шарике ВсОШ 1992/2001, 10 кл.
- Молярная масса воздуха (С3) ЕГЭ 2010, 11 кл.
- Клапан цилиндра (C3) ЕГЭ 2010, 11 кл.
- Газ при изменении давления и объёма Санкт-Петербургская 2013/14, 11 кл.
- Плотность газа по графику U(p) МОШ 2016/17, 10 кл.