№528 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)
Решение #1
Решение #2
Решение #3
Решение #4ИИ
Варианты решения:
При нагревании воздух в баллоне расширялся, и часть его выходила через открытую трубку. После погружения трубки в воду воздух остыл, его давление уменьшилось, поэтому вода вошла в баллон.
Пусть объём баллона равен V. После охлаждения вода заняла 20% объёма, значит, объём воздуха стал:
V₂ = 0,8V.
Давление воздуха до и после опыта считаем равным атмосферному. По закону Шарля:
V / T₁ = 0,8V / T₂,
где T₂ = 20 °C = 293 К.
Тогда:
T₁ = 293 / 0,8 ≈ 366 К.
Переведём в градусы Цельсия:
t₁ = 366 − 273 = 93 °C.
Ответ: воздух в баллоне был нагрет примерно до 93 °C.
Пусть объём баллона равен V. После охлаждения вода заняла 20% объёма, значит, объём воздуха стал:
V₂ = 0,8V.
Давление воздуха до и после опыта считаем равным атмосферному. По закону Шарля:
V / T₁ = 0,8V / T₂,
где T₂ = 20 °C = 293 К.
Тогда:
T₁ = 293 / 0,8 ≈ 366 К.
Переведём в градусы Цельсия:
t₁ = 366 − 273 = 93 °C.
Ответ: воздух в баллоне был нагрет примерно до 93 °C.
После нагревания в баллоне осталось столько воздуха, сколько при комнатной температуре занимает 80% его объёма. При открытой трубке давление воздуха во время нагревания и после охлаждения было атмосферным, поэтому при постоянном давлении объём данной массы газа прямо пропорционален абсолютной температуре:
Tнаг / Tкомн = Vбаллона / Vвоздуха.
Так как Vвоздуха = 0,8Vбаллона, а Tкомн = 273 + 20 = 293 К, получаем:
Tнаг = 293 · V / (0,8V) = 366,25 К.
В градусах Цельсия:
tнаг = 366,25 − 273 ≈ 93 °C.
Следовательно, воздух был нагрет приблизительно до 93 °C.
Tнаг / Tкомн = Vбаллона / Vвоздуха.
Так как Vвоздуха = 0,8Vбаллона, а Tкомн = 273 + 20 = 293 К, получаем:
Tнаг = 293 · V / (0,8V) = 366,25 К.
В градусах Цельсия:
tнаг = 366,25 − 273 ≈ 93 °C.
Следовательно, воздух был нагрет приблизительно до 93 °C.
Из-за открытой трубки часть нагретого воздуха вышла из баллона. Для оставшегося воздуха запишем уравнение Менделеева — Клапейрона до и после охлаждения:
pV / Tнаг = p · 0,8V / 293.
Отсюда:
Tнаг = 293 / 0,8 ≈ 366 К,
tнаг = 366 − 273 ≈ 93 °C.
Вода заняла 20% баллона из-за охлаждения и сжатия воздуха. Ответ: примерно 93 °C.
pV / Tнаг = p · 0,8V / 293.
Отсюда:
Tнаг = 293 / 0,8 ≈ 366 К,
tнаг = 366 − 273 ≈ 93 °C.
Вода заняла 20% баллона из-за охлаждения и сжатия воздуха. Ответ: примерно 93 °C.
Рассмотрим вариант решения задания из учебника
Рымкевич 10-11 класс, Просвещение:
В классе был показан такой опыт. Стеклянный баллон (рис. 60, а), в который вставлена открытая с обоих концов трубка, нагревался на спиртовке. Затем конец трубки был опущен в воду. Вода начала подниматься по трубке и бить фонтанчиком (рис. 60, б). До какой температуры был нагрет воздух, если в баллон вошла вода, заполнившая его на 20% ? Температура воздуха в классе 20 °С.
