2017-01-06
На весах уравновешено тело, погруженное в жидкость (рис.). Изменится ли показание весов при нагревании жидкости вместе с погруженным в нее телом?
Решение:
При температуре $0^{ \circ} C$ сила, действующая на тело, погруженное в жидкость, равна $g(m - \rho V)$, где $m$ — масса тела, $pV$— масса жидкости в объеме, который занимает погруженное тело ($V$ — объем тела, $\rho$ — плотность жидкости). С нагреванием объем тела увеличивается, плотность жидкости р уменьшается. Масса жидкости в объеме погруженного тела при температуре $t$ равна
$\rho V (1 + \alpha t) / (1 + \beta t)$.
Так как температурный коэффициент объемного расширения твердых тел $\alpha$ обычно меньше температурного коэффициента объемного расширения жидкостей $\beta$, то
$\rho V ( 1 + \alpha t) / (1 + \beta t) < \rho V$.
Поэтому в большинстве случаев выталкивающая сила, действующая со стороны жидкости на тело, уменьшается с повышением температуры, т. е. весы (рис.) отклонятся влево.s