Feladat: 1295. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Frankó Ferenc ,  Pénzes Gyula 
Füzet: 1976/január, 43 - 44. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Telítetlen gőz, Becslési feladatok, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1975/május: 1295. fizika feladat

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

A lezárt üvegben az éter fölött levegőnek és az éter telített gőzének keveréke van. Ha étert öntünk ki az üvegből, az étergőzöket is kiöntjük. Így közvetlenül a lezárás után az üvegben az éter felett közel légköri nyomású levegő található, étergőz itt alig van.
A rendszer egyensúlyra törekszik, így az éter párolog, hogy felette az étergőz telített legyen. (Az éter telített gőzének parciális nyomása 20∘C-on ∼440torr.) Az üveg belsejében így létrejövő túlnyomás megemelheti a dugót. Ekkor levegő és étergőz áramlik ki az üvegből. A körülményektől függően a dugó többször is megemelkedhet, míg az üvegben a levegő parciális nyomása annyira lecsökken, hogy a telített étergőz nyomásával együtt sem tudja újra megemelni a dugót.
Becsüljük meg számszerűleg is a fellépő erőket!

 

 

Az enyhén kúpos dugó (l. az ábrát) étergőzzel érintkező részének átmérője ∼2,5cm, a külső légtérrel érintkező részének átmérője ∼3cm, a dugó súlya ∼60p. A légnyomás a dugóra (3cm/2)2⋅π⋅760torr=7070p erővel hat, így a dugó megemeléséhez legalább ∼7130p erő kell. Az üveg belsejében kialakuló legnagyobb nyomás 760torr+440torr lehet, így a dugóra ható emelő erő legnagyobb értéke ∼7760p. Ez tehát megemelheti a dugót, ha az nincs nagyon beszorítva az üvegbe.
 

 Frankó Ferenc (Szombathely, Nagy Lajos Gimn., IV. o. t.)
 

Megjegyzés. Kiöntéskor az üveg száján étercseppek maradhatnak, melyek a dugó visszahelyezése után a dugó és az üveg szája között elpárologva tovább könnyíthetik a dugó megemelését.
 

Pénzes Gyula (Szolnok, Verseghy F. Gimn., III. o. t.)