В горизонтально расположенной трубке постоянного сечения, запаянной с одного конца, помещен столбик ртути длиной 7.5 см, который отделяет воздух в трубке от атмосферы. Трубку расположили вертикально, запаянным концом вниз. На сколько градусов следует нагреть воздух в трубке, чтобы объём, занимаемым воздухом, стал прежним? Температура воздуха в лаборатории 300 К, а атмосферное давление составляет 750 мм рт. ст.

Дано:

T1=300 К

lртут.=7,5 см (75 мм в системе СИ)

p0=750 мм рт. ст.

ΔT=?

Уравнение Клапейрона:

(p1*v1)/T1=(p2*v2)/T2

V воздуха в горизонтальной и вертикальной трубке V1 = V2 (равны) T воздуха в трубке, расположенной вертикально T2=T1 + ΔТ, столбик ртути в горизонтальной трубке в равновесии, поэтому давление воздуха в трубке p1 = p0 (равны)

Так как столбик ртути в вертикально расположенной трубке покоится, то давление воздуха p2 = p0 +pртут. Подставим значения макропараметров воздуха в уравнение Клапейрона:

p0*V1/T1=(p0+pртут)*V2/T1+ΔT

Из этой формулы выражаем дельту T:

ΔT=(p0+T1+pртут.*T1-p0*T1)/p0

ΔT=pртут.*T1/p0

Подставляем наши значения в формулу:

ΔT=(75*300)/750=30 К

по моему,я так считаю, то 10

боюь, что и у меня не сойдется с ответом, но хочу предложить следующую модель:

заменим однородную палочку невесомым стержнем, на концах которого находятся шарики одной массы (в сумме - масса палочки).

оси х и у направим как и обычно. они буду обозначать пол и стену.

нарисуем чертеж для какого-то произвольного положения системы шаров. нижний шар в точке с абсциссой х, верхний в точке с ординатой у . острый угол между стержнем и осью х назовем а.

со стороны стержня на шары действует равная по модулю сила f, линия действия которой совпадает с линией стержня, а направления - соответственно - в пол под углом а, и в стену под углом (90-а). для шара находящегося на полу, проекция этой силы на ось х и является причиной движения. а для шара находящегося наверху проекция этой силы на ось у ,наоборот, препятствует движению под действием силы тяжести.

уравнения ньютона в проекциях на ось х для нижнего шара, и в проекциях на ось у - для верхнего шара:

  -ускорение нижнего шара.

- ускорение верхнего шара

кинематические уравнения равноускоренного движения нижнего шара с нулевой начальной скоростью:

отсюда получим:  

как я понимаю, последняя формула является ключевой. теперь мы знаем,через сколько секунд нижний конец палочки был в координате х и имел скорость  .

теперь:

    (1)

подставим (1) в уравнение динамики второго(верхнего) шара и получим:

теперь подставив данные, с учетом того что tga = 36/48=0,75 (легко посчитать самому), получим удручающий ответ. оставляю его таким - в общем виде. не знаю, где ошибаюсь.