- Банк заданий
- Физика
- Задание 19933
Задание №19933 ЕГЭ по Физике
В камере, заполненной азотом, при температуре T0 = 300 К находится открытый цилиндрический сосуд (см. рис. 1) Высота сосуда L = 50 см. Сосуд плотно закрывают цилиндрической пробкой и охлаждают до температуры T1. В результате расстояние от дна сосуда до низа пробки становится равным h = 40 см (см. рис. 2) Затем сосуд нагревают до первоначальной температуры T0. Расстояние от дна сосуда до низа пробки при этой температуре становится равным H = 46 см (см. рис. 3) Чему равна температура T1? Величину силы трения между пробкой и стенками сосуда считать одинаковой при движении пробки вниз и вверх. Массой пробки пренебречь. Давление азота в камере во время эксперимента поддерживается постоянным.
Дано: T0 = 300 К; L = 50 см = 0,5 м; h = 40 см = 0,4 м; H = 46 см = 0,46 м
Найти: T1 - ?
Решение:
1) Параметры азота в сосуде в первоначальном состоянии и при температуре T1 связаны равенством, следующим из уравнения Менделеева-Клапейрона:
Где p0 – давление азота в камере; p1 – давление в сосуде в ситуации на рис.; S – площадь горизонтального сечения сосуда.
Условие равновесия пробки при температуре T1:
2) Параметры азота в сосуде в первоначальном и конечном состояниях тоже связаны равенством, следующим из уравнения Менделеева-Клапейрона:
Где p2 – давление в сосуде при температуре T0 в конце опыта.
Условие равновесия пробки в конечном состоянии:
Подставим (4) в (8):
Подставим (6) в (10):
Подставим (2) в (11):
Ответ: 219 К
Источник: Реальные задания (ЕГЭ, ФИПИ, Демидова)