Вопрос:

В гейзерную трубку из бокового протока поступила порция пара. Часть воды вылилась, и над паром остался столб воды высотой 10 м. Вода на этой глубине находится при температуре 125 °С. Атмосферное давление 10^5 Па. Закипит или нет поднятая паром вода? Ответ поясните.

В гейзерную трубку из бокового протока поступила порция пара. Часть воды вылилась, и над паром остался столб воды высотой 10 м. Вода на этой глубине находится при температуре 125 °С. Атмосферное давление 10^5 Па. Закипит или нет поднятая паром вода? Ответ поясните.
Фотография

Ответ ассистента

Для решения задачи необходимо определить, будет ли кипеть вода при заданных условиях (высота столба воды и температура). Кипение происходит, когда давление насыщенного пара воды при данной температуре становится равным внешнему давлению. ### Дано: - Высота столба воды $h = 10$ м - Температура воды $t = 125^{\circ}\text{C}$ - Атмосферное давление $P_{атм} = 10^5$ Па - Плотность воды $\rho \approx 1000$ кг/м$^3$ - Ускорение свободного падения $g \approx 10$ м/с$^2$ ### Решение: 1. Найдем давление, которое оказывает столб воды высотой 10 метров: $P_{ст} = \rho \cdot g \cdot h = 1000 \cdot 10 \cdot 10 = 100000$ Па $= 10^5$ Па. 2. Полное внешнее давление на воду на этой глубине равно сумме атмосферного давления и давления столба воды: $P_{внеш} = P_{атм} + P_{ст} = 10^5 + 10^5 = 2 \cdot 10^5$ Па. 3. Теперь нужно сравнить это давление с давлением насыщенного пара воды при температуре 125 $^{\circ}\text{C}$. Согласно таблицам насыщенного пара, при температуре 125 $^{\circ}\text{C}$ давление насыщенного пара составляет примерно $2,32 \cdot 10^5$ Па. 4. Так как давление насыщенного пара ($2,32 \cdot 10^5$ Па) больше внешнего давления ($2 \cdot 10^5$ Па), вода будет кипеть. **Ответ:** Да, вода закипит, так как давление насыщенного пара при данной температуре выше внешнего давления (атмосферного плюс давления столба воды).

Другие решения

Что ещё задавали пользователи