На сколько необходимо изменить температуру воздуха, чтобы длина столбика ртути осталась прежней?

В запаянной с одного конца горизонтально расположенной тонкой трубке находится воздух при температуре 300 K, запертый столбиком ртути длиной 25 мм. Затем трубку расположили вертикально открытым концом вверх. На сколько необходимо изменить температуру воздуха, чтобы длина его столбика осталась прежней? Атмосферное давление 1,0•10⁵ кг/м³.

Решение.

При горизонтальном положении трубки из условия равновесия столбика ртути следует, что давление запертое в трубке воздуха равно атмосферному: p₁ = p_а . При вертикальном положении трубки из условия равновесия ртути вытекает, что давление воздуха p₂.

Так как объем и масса воздуха в трубке при переходе из исходного состояние в конечное не изменяются, то согласно закону Шарля получаем.

T₂ – температура воздуха в конечном состоянии.

Тогда искомое найдем искомое изменение температуры DT.

Ответ: DT = 10 K.

Источник: Подготовка к тестированию по физике. Шепелевич. В. Г.