A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. Tegyük fel, hogy kezdetben a rendszer hőmérsékletű volt. A levegőt ideális gáznak tekintve kiszámoljuk a tartály egyes részeiben a gáz térfogatát: a ballonban levő levegő tömegére , a jobb oldali csőben levőére adódik. Azért kell különbséget tennünk a gyors és lassú hőközlés között, mert gyors melegítéskor nincs elég idő ahhoz, hogy a higany fölmelegedjék. Nem tud energiát felvenni, hiszen a gáz hővezetési együtthatója kicsi a higany hővezetési együtthatójához képest, így hőmérséklete sem változik, s nem melegíti a jobb oldali gázmennyiséget sem, az tehát adiabatikusan nyomódik össze. Lassú hőközlés esetén a higany felveszi a tartály hőmérsékletét, s ezt továbbadja a jobb oldali csőben levő levegőnek. Ekkor az egész rendszer hőmérséklete tehát közös. Az eddigiekből következik, hogy a fűtőtest teljesítményét a gáz és a higany relatív hővezetési képességéhez és a higany hőkapacitásához kell viszonyítani. A következő lépés ezután az lenne, hogy az állapotegyenletekből, valamint a nyomásra és térfogatokra vonatkozó összefüggésekből meghatározzuk a rendszer állapotjelzőit a melegítés után. Számolás nélkül is nyilvánvaló, hogy mivel a higanyoszlop tömege nagy, s csak -nel melegítjük a rendszert, az elmozdulás mindenképpen nagyon kicsi lesz mindkét esetben. (Számszerűen: lassú melegítés esetén , gyors melegítéskor .) Ez egyben azt jelenti, hogy a higany helyzeti energia változása is kicsi.
A fűtőtest által közölt hő tehát gyors melegítés esetén a ballonbeli levegő melegítésére fordítódik. (A higany ekkor nem melegszik, a jobb oldali levegő adiabatikusan, tehát szintén hőfelvétel nélkül változik, a higany elmozdításához szükséges munka, mint láttuk, elhanyagolhatóan kicsi.) A kis elmozdulás miatt a fűtőtest által leadott hő tehát
| | Lassú fűtés mellett a jobb oldali levegő és a teljes higanyoszlop is melegszik, így | | ami sokkal nagyobb, mint az előző érték. Ilyenkor tehát a higany veszi fel a hő legnagyobb részét.
Bene Gyula (Miskolc, Földes F. Gimn., III. o. t.) Frey István (Pécs, Zipernovszky K. Szakközépisk., IV. o. t.) dolgozata alapján |