Задача №33888

№33888

Экзамены с этой задачей:

Предмет и тема: Физика, Молекулярная физика и термодинамика, Термодинамика, виды теплопередачи,

Задача в следующих классах: 8 класс 9 класс

Сложность задачи : 3

Задача встречается в следующей книге: В.В. Дорофейчик 7-8 классы: сборник задач для подготовки к олимпиадам

Условие

На рисунке ниже показаны два сообщающихся сосуда, частично заполненных водой при комнатной температуре. Будет ли перетекать вода по соединительной трубке, если воду в одном из сосудов нагревать? Тепловым расширением сосудов и испарением воды пренебречь.

Ответ

NaN

Решение № 33877:

Независимо от того, какой сосуд нагревается, вода потечет из левого сосуда в правый. Пусть нагревается вода в правом сосуде. Тогда она расширится и займет больший объем, но плотность ее уменьшится. Если бы сосуд был цилиндрическим, то давление воды на дно не изменилось бы: уменьшение плотности воды в точности компенсировалось бы увеличением высоты столба воды. Это следует из того, что сила давления на дно цилиндрического сосуда, с одной стороны, равна силе тяжести, действующей на находящуюся в сосуде воду, а с другой стороны, равна давлению воды на дно, умноженному на площадь дна: \(F=pS\). Так как ни сила тяжести, ни площадь дна при нагревании воды не меняются, то не меняется и давление на дно цилиндрического сосуда. В коническом расширяющемся сосуде при таком же уменьшении плотности воды увеличение высоты столба меньше, чем в цилиндрическом сосуде. Поэтому давление на дно сосуда при нагревании воды уменьшается. Tax как при равновесии воды в трубке, соединяющей сосуды, давление у ее конца в левом сосуде должно быть равно давлению у ее конца в правом сосуде, то вода будет перетекать из левого сосуда в правый. Рассматривая аналогично нагревание и расширение воды в левом сосуде, найдем, что при нагревании левого сосуда давление на его дно увеличивается. Это означает, что и в этом случае вода будет перетекать из левого сосуда в правый.

Поделиться в социальных сетях

Комментарии (0)