Kezdőlap


Feladat:	2846. fizika feladat	Korcsoport: 16-17	Nehézségi fok: átlagos
Füzet:	1995/május, 307. oldal		PDF \| MathML
Témakör(ök):	Egyéb hidrosztatikai nyomás, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 1994/december: 2846. fizika feladat

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

A levegő a melegítés során kitágul, a Melde-csőben maradó $T_{1}$ hőmérsékletű levegő nyomása megegyezik a $p_{0}$ légköri nyomással.
Miután a csövet higanyba állítjuk, a csőben maradt meleg levegő lehűl, összehúzódik, így a cső aljába higany kezd felhúzódni (1. ábra).
Kihűlés után annyi higany húzódott fel a csőbe, hogy a kihűlt levegő $p_{1}$ nyomása és a higany hidrosztatikai nyomása egyensúlyt tartson a $p_{0}$ légköri nyomással. (A könnyebb számolás érdekében a nyomást Hgcm egységben írjuk fel).

\begin{matrix} p_{1} + h = p_{0} . \end{matrix}

(1)

A levegő állapotváltozását az egyesített gáztörvény írja le:

\begin{matrix} \frac{p_{0} V_{0}}{T_{1}} = \frac{p_{1} V_{1}}{T_{0}} . \end{matrix}

(2)

(2)-ből (1) behelyettesítése után a keresett

T_{1}

hőmérséklet kifejezhető:

\begin{matrix} T_{1} = T_{0} \frac{p_{0} V_{0}}{(p_{0} - h) V_{1}} = T_{0} \frac{p_{0} l}{(p_{0} - h) (l - h)} = 293 \cdot \frac{76 \cdot 50}{64 \cdot 38} \approx 458 K = 185^{\circ} C . \end{matrix}

Tegyük fel, hogy a ferde helyzetben kiemelet csőbe ugyanannyi higany húzódott fel, mint a függőleges helyzetűbe (2. ábra). Ekkor a benti levegő nyomása nem változik, hiszen most is

l - h

térrészt tölt ki a levegő, viszont a higany hidrosztatikai nyomása lecsökken

h' = h sin α

-ra. Nyilván

p_{1} + h sin α < p_{1} + h = p_{0}

, vagyis a ferdén kiemelet csőbe több higany kell felhúzódjon a cső hossza mentén mint

h

. Ekkor, ha a csövet függőleges helyzetbe állítjuk, a higany egy része kifolyik, hogy éppen

h

magasságú higany maradjon vissza.

Több dolgozat alapján