Качественная задача (объяснение физических процессов и свойств тел) · 66 заданий
- Задание №19№19
На одну чашу весов поставили блюдце с горячей водой, а на другую – уравновешивающие её гири. Сохранится ли с течением времени это равновесие? Ответ по…
Испарение, конденсация, кипение
- Задание №19№19
К невесомой нити (см. рисунок) подвешен груз А . К нему на пружине прикрепляют груз В и затем нить пережигают. Какой из грузов в начале падения имеет…
Второй закон Ньютона
- Задание №19№19
Колбу с жидкостью поместили в сосуд с водой (см. рисунок), при этом наблюдали повышение уровня жидкости в трубке. Сравните первоначальные температуры…
Тепловое расширение и сжатие
- Задание №19№19
Два ученика одновременно измеряли атмосферное давление с помощью барометра: один – находясь в школьном дворе под открытым небом, другой – в кабинете ф…
Давление
- Задание №19№19
Капля маслянистой жидкости попадает на поверхность воды и растекается, образуя тонкую плёнку. Обязательно ли эта плёнка закроет всю поверхность воды?…
Основные положения МКТ
- Задание №19№19
Два спиртовых термометра – большой и маленький – сделаны из одинакового материала. Большой термометр значительно тяжелее и содержит, соответственно, б…
Уравнение теплового баланса
- Задание №19№19
В два одинаковых стакана налита вода до одной высоты. В один стакан опустили сплошной стальной брусок, а в другой – сплошной медный брусок той же масс…
Закон Архимеда. Плавание тел
- Задание №19№19
Для того чтобы стеклянный стакан не треснул, какую ложку (деревянную или металлическую) следует в него опустить, прежде чем налить кипяток? Ответ пояс…
Виды теплопередачи
- Задание №19№19
Каким образом легче резать картон с помощью ножниц: помещая картон у кончиков лезвий или ближе к их середине? Ответ поясните.
Простые механизмы. Рычаг. КПД
- Задание №19№19
В сосуде с водой находятся три бруска, которые в равновесии располагаются так, как показано на рисунке. Бруски сделаны из разных материалов, но имеют…
Закон Архимеда. Плавание тел
- Задание №19№19
Стёкла окон дома или его стены в лучах солнечного света кажутся более тёмными? Ответ поясните.
Отражение света
- Задание №19№19
Колбу с газом соединили с U-образным жидкостным манометром (рис. 1). После того как колбу опустили в сосуд с водой, показания манометра изменились (ри…
Внутренняя энергия
Колбу с газом соединили с U-образным жидкостным манометром (рис. 1). После того как колбу опустили в сосуд с водой, показания манометра изменились (рис. 2). Сравните температуру воды и температуру окружающей среды. Ответ поясните.
Рис. 1
Рис. 2
Решение
Решение.
Для решения данной задачи проанализируем состояние газа в колбе и принцип работы жидкостного манометра.
1) Анализ начального состояния (рис. 1):
На первом рисунке уровни жидкости в обоих коленах U-образного манометра находятся на одной горизонтальной линии. Это означает, что давление газа в колбе P1 равно атмосферному давлению Pатм, действующему на открытое колено манометра. В этот момент температура газа в колбе равна температуре окружающей среды Tвозд.
2) Анализ конечного состояния (рис. 2):
После того как колбу опустили в сосуд с водой, уровень жидкости в колене, соединенном с колбой, опустился, а в открытом колене — поднялся. Это свидетельствует о том, что давление газа в колбе P2 стало больше атмосферного давления (P2>Pатм). Избыточное давление газа уравновешивается весом столба жидкости высотой h: P2=Pатм+ρgh.
3) Связь давления и температуры:
Объем колбы является постоянным (V=const). Согласно закону Шарля (или исходя из молекулярно-кинетической теории), при постоянном объеме давление газа прямо пропорционально его абсолютной температуре: P∼T. Так как давление газа в колбе увеличилось (P2>P1), значит, увеличилась и его температура (T2>T1).
4) Вывод:
Газ в колбе нагрелся в результате теплообмена с водой в сосуде. Следовательно, температура воды выше температуры окружающей среды.
Ответ: Температура воды выше температуры окружающей среды.
Источник: ФИПИ