Задача #1163 ← →

Ши­ро­кую стек­лян­ную труб­ку дли­ной око­ло по­лу­мет­ра, за­па­ян­ную с од­но­го кон­ца, це­ли­ком за­пол­ни­ли во­дой и уста­но­ви­ли вер­ти­каль­но от­кры­тым кон­цом вниз, по­гру­зив низ труб­ки на не­сколь­ко сан­ти­мет­ров в та­зик с во­дой (см. ри­су­нок). При ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре труб­ка оста­ет­ся це­ли­ком за­пол­нен­ной во­дой. Воду в та­зи­ке мед­лен­но на­гре­ва­ют. Где уста­но­вит­ся уро­вень воды в труб­ке, ко­гда вода в та­зи­ке на­чнет за­ки­пать? От­вет по­яс­ни­те, ис­поль­зуя фи­зи­че­ские за­ко­но­мер­но­сти.

Решение

При­ме­ча­ние

Дав­ле­ние на­сы­щен­но­го пара воды рас­тет с тем­пе­ра­ту­рой. При не­ко­то­рой тем­пе­ра­ту­ре ре­а­ли­зу­ет­ся си­ту­а­ция, ко­гда дав­ле­ние в точ­ке

где — дав­ле­ние на­сы­щен­но­го пара. По­сколь­ку надо най­ти тем­пе­ра­ту­ру, при ко­то­рой дав­ле­ние на­сы­щен­но­го пара до­сти­га­ет Со­глас­но та­блич­ным дан­ным, та­ко­го дав­ле­ния на­сы­щен­ный пар воды до­сти­га­ет при тем­пе­ра­ту­ре Зна­чит, вплоть до этой тем­пе­ра­ту­ры вода бу­дет за­пол­нять всю труб­ку, а при даль­ней­шем на­гре­ве вода в труб­ке на­чнет опус­кать­ся, дой­дя до уров­ня воды в та­зи­ке к мо­мен­ту за­ки­па­ния.