Два одинаковых , содержащие газ при температуре 0 градусов с, соединены узкой горизонтальной трубкой диаметром 5мм, посередине которой находится капелька ртути. капелька делит весь сосуд на два объёма по 200см*. на какое расстояние переместится капелька, если один нагреть на 2 градуса с, а другой на столько же охладить? изменением объёмов сосудов пренебречь.
Закон передачи тепла гласит, что количество тепла, переданного одному телу, равно количеству тепла, полученного другим телом. Таким образом, мы можем записать, что:
Q1 = Q2,
где Q1 - количество тепла, переданного нагретому телу,
Q2 - количество тепла, переданного охлаждаемому телу.
Закон Бойля-Мариотта гласит, что при постоянной температуре и массе газа его объем обратно пропорционален давлению. То есть, мы можем записать:
V1/P1 = V2/P2,
где V1 и V2 - объемы тел до и после изменения температуры,
P1 и P2 - давления тел до и после изменения температуры.
Так как у нас два тела с равными объемами, то объем одного тела до и после изменения температуры будет одинаковым. Давление воздуха внутри сосудов также остается постоянным, так как мы пренебрегаем изменением объемов сосудов. Поэтому мы можем записать:
V1 = V2.
Теперь, когда мы установили соотношение объемов, мы можем воспользоваться законом передачи тепла и решить задачу.
Пусть капелька ртути перемещается на x мм. Тогда объем охлаждаемого тела уменьшится на x см³, а объем нагретого тела увеличится на x см³. Так как каждый из этих объемов равен 200 см³, мы можем записать:
V1 + x = 200,
V2 - x = 200.
Мы знаем, что V1 равен V2, поэтому:
V1 + x = V2 - x,
2x = 400,
x = 200.
Таким образом, капелька ртути переместится на 200 мм.