Задача С1. В горизонтально расположенной трубке, запаянной с одного конца, находится столбик ртути длиной l, запирающий столбик воздуха. Трубку поворачивают вертикально открытым концом вверх и нагревают воздух в ней на . При этом объем воздуха в трубке не изменяется. Давление наружного воздуха в комнате . Найти температуру воздуха в комнате.

Задача С1. В горизонтально расположенной трубке, запаянной с одного конца, находится столбик ртути длиной l, запирающий столбик воздуха. Трубку поворачивают вертикально открытым концом вверх и нагревают воздух в ней на . При этом объем воздуха в трубке не изменяется. Давление наружного воздуха в комнате . Найти температуру воздуха в комнате.

Обозначим h длину воздушного столбика (рис. 180), — плотность ртути, — давление воздуха, запертого ртутью в трубке до нагревания, — давление воздуха, запертого ртутью в трубке после нагревания, — температуру воздуха в комнате, — температуру воздуха в трубке после нагревания, g — ускорение свободного падения.

Решение:

Поскольку длина воздушного столбика не изменилась, значит, не изменился и его объем, поэтому можно применить закон Шарля

где давление воздуха в трубке до нагревания равно атмосферному давлению воздуха в комнате , а давление воздуха

после нагревания равно сумме атмосферного давления и давления столбика ртути

Температура воздуха после нагревания

С учетом этих равенств закон Шарля примет вид:

откуда

Ответ: .

Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там расположена теория и подробное решения задач по всем темам физики:

Задачи по физике с решением

Возможно вам будут полезны эти задачи:

Задача В20. На рис. 167 изображен термодинамический цикл в координатах р — V, происходящий в газе. При этом цикле внутренняя энергия газа увеличилась на 500 кДж. Какое количество теплоты было передано газу?

Задача В21. Температуру холодильника идеального теплового двигателя уменьшили, а температуру нагревателя оставили прежней. При этом количество теплоты, полученное газом от нагревателя, тоже не изменилось. Как изменялись работа газа за цикл, количество теплоты, отданное холодильнику, и КПД двигателя?

Задача С2. В цилиндре под поршнем находится газ. Масса поршня m, площадь его основания S. С какой силой надо давить на поршень, чтобы объем воздуха под ним уменьшился вдвое и при этом температура воздуха будет повышена на 60% ? Атмосферное давление нормальное. Трением пренебречь.

Задача СЗ. Воздушный шар имеет объем 200 . Температура воздуха снаружи 17 °C, температура воздуха внутри шара 127 °C. Давление атмосферы Па, в шаре имеется отверстие. Шар движется вверх равномерно. Сопротивлением пренебречь. Найти массу нерастяжимой оболочки шара.