👤

Rurka szklana zamknięta na obu końcach zawiera nieco rtęci. Długość rurki jest l=100m. Ile razy należałoby obrócić tę rurkę o 180 stopni, aby rtęć ogrzała się o 1 stopień Celsjusza ? Ciepło właściwe rtęci 138 J/kg*K.
Proszę o pilną pomoc !!!!


Odpowiedź :

Załóżmy, że rurka jest pionowa, a jedynym skutkiem obrotu jest przeniesienie rtęci ze spodu rurki na jej samą górę, a cała energia przy zatrzymaniu się drobiny rtęci zmienia się w energię wewnętrzną tej drobiny. W takim wypadku:

Energia na jednostkę masy drobiny, na górze rurki wyniesie [tex] E_w = mgh/m = gh = 100*9.81 = 981[J/kg] [/tex]

Do ogrzania jednostki masy rtęci o 1K potrzeba

[tex]E_{w.req} =c_w*\Delta T= 138 * 1 = 138[J/kg][/tex]

Widzimy, że

[tex] E_w > E_{w.req} [/tex]

więc drobina rtęci ogrzeje się o 1K już podczas zatrzymywania się na spodzie rurki po pierwszym obrocie. Po całkowitym zatrzymaniu po pierwszym obrocie temperatura rtęci podniesie się o [tex]\Delta T_{1obr} = E_w/c_w = 981/138 \approx7.1 [K][/tex]