fizyka.org  ::  fizyka.jamnika.pl

Fizyka
Fizyka
Strona główna
Twoje konto
Płatności
FORUM
Szukaj
FAQ
O nas
 
Strona główna > Zadania z fizyki > Hydrodynamika i hydrostatyka > Zadanie 14
Hydrodynamika i hydrostatyka - Zadanie 14

Treść:
Sprawdzano dokładność dwóch termometrów rtęciowych. Promień przekroju rurki w pierwszym termometrze wynosił R, a objętość zbiorniczka V, zaś w drugim odpowiednio 2R i 3V. Który termometr jest dokładniejszy i o ile?

Dane:
R1 = R
R2 = 2 R
V1 = V
V2 = 2 V

Szukane:
x / y = ?
Wzory:
1. Rozszerzalność objętościowa cieczy
2. Objętość walca (słupa rtęci)


Rysunek:

Rozwiązanie:
Zagadnienie to związane jest z rozszerzalnością cieplną (objętościową) cieczy. Otóż każdy z Was miał na pewno do czynienia z termometrem rtęciowym (alkoholowym). Jeżeli taki termometr znajdzie się w obrębie wyższej temperatury, zauważymy, że rtęci przybywa. I z tym właśnie związana jest rozszerzalność objętościowa.

Mamy dwa termometry. Załóżmy, że na rysunku powyższym termometry znajdują się w jakiejś wyższej temperaturze t (nieistotne jakiej), wskutek czego w zbiorniczkach obu przybyło rtęci, która zaczęła wypełniać słupki. I tak w termometrze pierwszym rtęć wypełniła słupek do wysokości x od zbiorniczka (patrz rysunek), a w termometrze drugim do wysokości y.
Zakładamy również, że termometry mają identyczne podziałki. Różnica wskazań wynika z tego, że termometry mają różne zbiorniczki i różne słupki.

Przed podgrzaniem środowiska, w którym są termometry objętość rtęci zajmowała całe zbiorniczki i wynosiła


stosunek objętości wynosił więc:


Gdy termometry umieściliśmy w wyższej temperaturze, rtęci przybyło. Stosunek objętości przybyłej rtęci V'1 w pierwszym termometrze do objętości przybyłej rtęci V'2 w drugim nie zmieni się, ponieważ w obu termometrach znajduje się ta sama ciecz, jej przyrost będzie więc zależny od objętości, ale mimo to:


W takim razie policzmy, ile rtęci przybyło w poszczególnych termometrach. Będzie to objętość słupków rtęci do wysokości x i y. Słupki to oczywiście walce, a ich podstawami są koła, zatem:

Skorzystajmy więc z naszego wyliczonego stosunku objętości:

A więc termometr pierwszy wskazuje 4/3 temperatury drugiego. Czy to oznacza, że jest dokładniejszy? Tak, termometr pierwszy jest dokładniejszy, ponieważ można nim wskazać wyższą temperaturę, zużywając przy tym mniej rtęci (jeżeli drugi termometr wskazuje np. 9 stopni, to ten pierwszy wskazuje 12 stopni).


Dla zainteresowanych
Rozszerzalność objętościowa wiąże się z wzorem


gdzie:
V - objętość cieczy po zmianie temperatury,
V0 - objętość cieczy przed zmianą temperatury,
λ - współczynnik rozszerzalności objętościowej (dla każdej cieczy stała - wartość do pobrania z tablic),
Δt - zmiana temperatury.


Jamnik

« powrót do listy zadań

 
 Teoria
Wyprowadzenia wzorów
Zadania fizyczne
Doświadczenia fizyczne
Tablice fizyczne
Biografie fizyków
FORUM
 
 Hydrodynamika i hydrostatyka
 
 Zasada zachowania pędu [0]
Gęstość gazów. [0]
Termogenerator półprzewodnikowy [0]
zadanie prawo coulomba [0]
Zadanie z Dynamiki/Kinematyki [Trudne] [0]
 
Fizyka Jamnika i jej kontrahenci używają plików cookies m.in. w celach: reklamowych, statystycznych oraz świadczenia usług. Jeżeli nie zmienisz ustawień, cookies będą zapisywane w pamięci Twojego urządzenia.
Więcej szczegółów na stronie "Polityka Prywatności".
OK
 
© 2003-2017 Fizyka Jamnika, Wszelkie prawa zastrzeżone. Online: 48
e-deklaracje:Fronty meblowe:Katalog stron
Obsługa informatyczna