Задание №19 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Колбу с жидкостью поместили в сосуд с водой (см. рисунок), при этом наблюдали понижение уровня жидкости в трубке. Сравните первоначальные температуры жидкости и воды. Ответ поясните.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
Для ответа на вопрос задачи проанализируем физические процессы, происходящие при контакте колбы с водой.
1) Физическое явление: В основе данной задачи лежит явление теплового расширения (или сжатия) тел. Большинство жидкостей при нагревании увеличивают свой объём, а при охлаждении — уменьшают его.
2) Связь объёма и уровня жидкости: Жидкость заполняет колбу и часть узкой трубки. Изменение уровня жидкости в трубке прямо указывает на изменение объёма всей жидкости в колбе. Поскольку уровень жидкости в трубке понизился, это означает, что объём жидкости в колбе уменьшился.
3) Направление теплопередачи: Уменьшение объёма жидкости свидетельствует о её охлаждении. Согласно законам термодинамики, теплопередача всегда происходит от более нагретого тела к менее нагретому до установления теплового равновесия. Если жидкость в колбе стала охлаждаться, значит, она отдавала тепло окружающей её воде в сосуде.
4) Вывод о температурах: Так как тепло передавалось от жидкости в колбе к воде в сосуде, следовательно, первоначальная температура жидкости в колбе была выше, чем первоначальная температура воды в сосуде.
Ответ: Первоначальная температура жидкости в колбе была выше первоначальной температуры воды в сосуде.
Источник: ФИПИ