Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 14402
2020-11-28 
В сообщающиеся сосуды налили воду (рис.). Куда потечет вода по трубе, соединяющей сосуды, если нагреть ее в одном из сосудов?
Решение:
Независимо от того, как сосуд нагревают, вода потечет в сторону сосуда, расширяющегося вверх (влево). Пусть нагревается левый сосуд. Тогда он расширится и будет иметь больший объем. Если бы сосуд был цилиндрической, то давление на дно не изменился бы: уменьшение плотности воды компенсировалось бы увеличением высоты столба жидкости. Это следует из того, что сила давления на дно цилиндрического сосуда, с одной стороны, равно силе тяжести, действующей на воду в сосуде, а с другой стороны, равна произведению давления жидкости на площадь дна: $mg = pS$.
Но поскольку ни сила притяжения, ни площадь дна при нагревании не меняются, то не меняется и давление на дно цилиндрического сосуда. В конической сосуде при том же уменьшении плотности жидкости увеличение высоты столба меньше, чем в цилиндрическом сосуде. Это происходит, во-первых, потому, что расширяется меньшее количество воды, а следовательно, меньшее изменение ее объема, а, во-вторых, потому, что при расширении вода должна заполнить более широкую часть сосуда. Вот почему давление на дно сосуда при нагревании жидкости уменьшается. Поскольку при равновесии жидкости в трубке, которая соединяет сосуды, давление у ее конца в правом сосуде должно равняться давления у ее конца в левом сосуде, то жидкость будет перетекать из правого сосуда в левый.
Аналогично, рассматривая нагрев и расширение жидкости в правом сосуде, найдем, что при нагревании правого сосуда давление на его дно увеличивается, следовательно, жидкость перетекает из правого сосуда в левый.
В сообщающиеся сосуды налили воду (рис.). Куда потечет вода по трубе, соединяющей сосуды, если нагреть ее в одном из сосудов?
Решение:
Независимо от того, как сосуд нагревают, вода потечет в сторону сосуда, расширяющегося вверх (влево). Пусть нагревается левый сосуд. Тогда он расширится и будет иметь больший объем. Если бы сосуд был цилиндрической, то давление на дно не изменился бы: уменьшение плотности воды компенсировалось бы увеличением высоты столба жидкости. Это следует из того, что сила давления на дно цилиндрического сосуда, с одной стороны, равно силе тяжести, действующей на воду в сосуде, а с другой стороны, равна произведению давления жидкости на площадь дна: $mg = pS$.
Но поскольку ни сила притяжения, ни площадь дна при нагревании не меняются, то не меняется и давление на дно цилиндрического сосуда. В конической сосуде при том же уменьшении плотности жидкости увеличение высоты столба меньше, чем в цилиндрическом сосуде. Это происходит, во-первых, потому, что расширяется меньшее количество воды, а следовательно, меньшее изменение ее объема, а, во-вторых, потому, что при расширении вода должна заполнить более широкую часть сосуда. Вот почему давление на дно сосуда при нагревании жидкости уменьшается. Поскольку при равновесии жидкости в трубке, которая соединяет сосуды, давление у ее конца в правом сосуде должно равняться давления у ее конца в левом сосуде, то жидкость будет перетекать из правого сосуда в левый.
Аналогично, рассматривая нагрев и расширение жидкости в правом сосуде, найдем, что при нагревании правого сосуда давление на его дно увеличивается, следовательно, жидкость перетекает из правого сосуда в левый.
