Вопрос по физике Две одинаковые сферические стеклянные колбы соединены узкой трубкой, объем трубки мал по сравнению со объёмом сфер. Сферы содержат воздух при температуре T0=100∘C. Одну из сфер нагревают до 50∘C, а другую охлаждают на 50∘C. Это приводит к изменению давления воздуха в системе от P0 до P1. Найдите конечную температуру Tk воздуха в колбах, если известно, что конечное давление P1 в колбах оказалось одинаковым. Ответ приведите в градусах Цельсия и округлите до целых.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи воспользуемся законом Бойля-Мариотта, который гласит, что при постоянной температуре давление газа обратно пропорционально его объему: P1V1 = P2V2.

Так как конечное давление P1 в колбах оказалось одинаковым, то P1V1 = P1V2. Пусть V1 и V2 - объемы нагретой и охлажденной сфер соответственно.

Из условия известно, что V1 = V2, так как объем трубки мал по сравнению со объемом сфер.

После нагрева и охлаждения воздуха в сферах не происходит его выхода наружу, следовательно, общий объем газа в системе остается постоянным: V1 + V2 = const.

Таким образом, при нагревании и охлаждении газа в системе происходит его простая термическая конденсация: Tk = (T1 + T2) / 2 = (100 + 50) / 2 = 75 градусов Цельсия.

Ответ: Tk = 75 градусов Цельсия.