Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4504
2017-10-24 
В гладком вертикальном цилиндре под подвижным поршнем площадью $S$ массой $m$ длительное время находятся жидкость и ее пар при температуре $T$. Атмосферное давление, действующее на поршень, равно $p_{0}$. Молярная масса жидкости равна $\mu$, а ее удельная теплота парообразования в условиях опыта равна $r$. На какую высоту $\Delta h$ поднимется поршень, если жидкости передать количество теплоты $Q$ достаточное для ее полного испарения?
Решение:
Давление насыщенных паров жидкости в цилиндре равно $p_{н} = p_{0} + (Mg/S)$. В соответствии с уравнением Менделеева-Клапейрона, плотность насыщенных паров при температуре $T$ равна $\rho_{н} = \frac{p_{н} \mu}{RT}$, где $R$ - универсальная газовая постоянная. Так как нагревание осуществлялось медленно, то температура жидкости оставалась неизменной, давление насыщенных паров также не изменялось, а вся сообщаемая системе теплота расходовалась на испарение жидкости при данной температуре. Поэтому масса испарившейся жидкости $\Delta m = \frac{Q}{r}$. С другой стороны, эта масса может быть выражена через искомую высоту поднятия поршня: $\Delta m = \rho_{н} S \Delta h$. Объединяя все записанные выражения, получаем:
$\Delta h = \frac{Q}{r \rho_{н}S} = \frac{QRT}{r \mu S p_{н}} = \frac{QRT}{(Mg + p_{0}S) r \mu}$.
В гладком вертикальном цилиндре под подвижным поршнем площадью $S$ массой $m$ длительное время находятся жидкость и ее пар при температуре $T$. Атмосферное давление, действующее на поршень, равно $p_{0}$. Молярная масса жидкости равна $\mu$, а ее удельная теплота парообразования в условиях опыта равна $r$. На какую высоту $\Delta h$ поднимется поршень, если жидкости передать количество теплоты $Q$ достаточное для ее полного испарения?
Решение:
Давление насыщенных паров жидкости в цилиндре равно $p_{н} = p_{0} + (Mg/S)$. В соответствии с уравнением Менделеева-Клапейрона, плотность насыщенных паров при температуре $T$ равна $\rho_{н} = \frac{p_{н} \mu}{RT}$, где $R$ - универсальная газовая постоянная. Так как нагревание осуществлялось медленно, то температура жидкости оставалась неизменной, давление насыщенных паров также не изменялось, а вся сообщаемая системе теплота расходовалась на испарение жидкости при данной температуре. Поэтому масса испарившейся жидкости $\Delta m = \frac{Q}{r}$. С другой стороны, эта масса может быть выражена через искомую высоту поднятия поршня: $\Delta m = \rho_{н} S \Delta h$. Объединяя все записанные выражения, получаем:
$\Delta h = \frac{Q}{r \rho_{н}S} = \frac{QRT}{r \mu S p_{н}} = \frac{QRT}{(Mg + p_{0}S) r \mu}$.
