Дано: p0 = 100 кПа T0 = -10 C = 263 K S = 3 см2 = 0,0003 м2 Fтр = 15 Н Найти: ΔT - ?
Если газ идеальный, то для изохорного процесса выполняется закон Шарля: p/T = const Пусть давление конечное давление в колбе p1, тогда температура T1 = T0 * p1/p0
Если снаружи давление p0, внутри давление p1, то на крышку снизу действует сила F = (p1 - p0)S. Для того, чтобы пробка выскользнула, эта сила должна быть не меньше силы трения, т.е. минимальное значение силы F = Fтр
Сообщающиеся сосуды — это сосуды, соединенные ниже поверхности жидкости, так что жидкость может перетекать из одного сосуда в другой. Из условия равновесия жидкости следует закон сообщающихся сосудов: однородная жидкость устанавливается в неподвижных сообщающихся со судах так, что давление во всех точках, расположенных в одной горизонтальной плоскости, одинаково.
Примеры сообщающихся сосудов: шлюзы на каналах и реках, водонапорные башни и водонапорные сети, водомерные стеклянные трубки на паровых котлах, фонтаны, чайники и др.
p0 = 100 кПа
T0 = -10 C = 263 K
S = 3 см2 = 0,0003 м2
Fтр = 15 Н
Найти:
ΔT - ?
Если газ идеальный, то для изохорного процесса выполняется закон Шарля: p/T = const
Пусть давление конечное давление в колбе p1, тогда температура T1 = T0 * p1/p0
Если снаружи давление p0, внутри давление p1, то на крышку снизу действует сила F = (p1 - p0)S.
Для того, чтобы пробка выскользнула, эта сила должна быть не меньше силы трения, т.е. минимальное значение силы F = Fтр
(p1 - p0)S = Fтр
p1 = p0 + Fтр / S
T1 = T0 * (1 + Fтр / (p0 S))
ΔT = T1 - T0 = T0 Fтр / p0 S = 263 * 15 / (10^5 * 3*10^-4) = 3975 / 30 = 133 К
Примеры сообщающихся сосудов: шлюзы на каналах и реках, водонапорные башни и водонапорные сети, водомерные стеклянные трубки на паровых котлах, фонтаны, чайники и др.