Feladat: 262. fizika gyakorlat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Bérczi Tamás ,  Gémesi Csaba 
Füzet: 1972/február, 85 - 86. oldal  PDF file
Témakör(ök): Folyadékok, szilárd testek fajhője, Folyadékok hőtágulása, Szilárd testek hőtágulása, Áram hőhatása (Joule-hő), Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1971/november: 262. fizika gyakorlat

50 cm2 alapterületű hengeres üvegedényben 5 liter 18C hőmérsékletű vizet 500 wattos merülőforralóval melegítünk. Mennyivel emelkedik a víz szintje, ha a 15 percig működő forraló leadott energiájának 30%-át veszi fel a víz, és az edény a vízzel azonos hőmérsékletű?

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

15 perc alatt az 500 wattos merülőforraló

500 W900 s=450000 joule=4500000,239 cal=4500,239 kcal
hőenergiát fejleszt. Ebből az 5 kg tömegű víz 30%-ot vesz fel, tehát a hőmérséklete
4500,2390,35C6,45C-kal
emelkedik. A víz térfogati hőtágulási tényezője 0,00013/C, így az 5 dm3=5000 cm3 víz térfogatnövekedése
5000 cm30,00013/C6,45C,
ezért a vízszint
5000 cm30,00013/C6,45C50 cm20,08 cm=0,8 mm-rel emelkedik.
(Az üvegedény sugarának a hőtágulás következtében történő megváltozásától eltekintettünk, mivel az üveg hőtágulási tényezője több, mint egy nagyságrenddel kisebb a víz hőtágulási tényezőjénél.)
 

Bérczi Tamás (Szeged, JATE Ságvári E. Gyak. Gimn., I. o. t.)
 

Megjegyzés. Figyelembe véve, az üveg hőtágulását (ha az üveg lineáris hőtágulási tényezője 0,000008/C), az edény alapterületének növekedése 0,005 cm2, ezért a 100 cm magasságig tekintett edény térfogatának növekedése 0,5 cm3. A vízszint így a pontosabb számítás szerint 0,74 mm-rel lesz magasabb.
 

Gémesi Csaba (Aszód, Petőfi S. Gimn., I. o. t.)