Question

До какой температуры можно нагреть запаянный сосуд, содержащий 36 г воды, чтобы он не разорвался, если известно,что стенки сосуда выдерживают давление 5*10^6 Па. Объем сосуда 5

Answer 1

Решение на фото***))))

Answer 2

Для решения этой задачи нужно учесть, что при нагревании воды ее объем увеличивается, а значит и давление на стенки сосуда тоже возрастает. Чтобы избежать разрыва сосуда, необходимо убедиться, что давление внутри сосуда не превысит 5*10^6 Па.

Для начала нужно найти, до какой температуры можно нагреть воду при постоянном объеме сосуда, чтобы давление на стенки сосуда не превысило 5*10^6 Па.

Для этого воспользуемся законом Гей-Люссака: при постоянном объеме газа давление и температура пропорциональны друг другу. Для воды, которую можно рассматривать как практически несжимаемую жидкость, можно считать, что этот закон также работает.

Давление воды можно выразить с помощью уравнения состояния воды:

p = rho * g * h

где p - давление, rho - плотность воды, g - ускорение свободного падения, h - высота столба воды. Для воды при комнатной температуре (около 20 градусов Цельсия) плотность примерно равна 1000 кг/м^3, ускорение свободного падения примерно равно 9,81 м/с^2, а высота столба воды, соответствующая объему 5 литров, равна:

h = V / S,

где V - объем воды, а S - площадь сечения сосуда. Приближенно можно считать, что площадь сечения сосуда равна площади круга диаметром 10 см, то есть S = pi * (0,1 м)^2 / 4 = 0,00785 м^2.

Тогда высота столба воды:

h = 0,005 м^3 / 0,00785 м^2 = 0,637 м.

Теперь можно выразить давление воды при комнатной температуре:

p = 1000 кг/м^3 * 9,81 м/с^2 * 0,637 м = 6311 Па.

Чтобы найти температуру, до которой можно нагреть воду при постоянном объеме сосуда, используем уравнение состояния воды, которое связывает давление, температуру и п