Кипение воды в гейзере
Мақала тапсырмағаГейзеры
Прочитайте текст и выполните тапсырмалар.
Гейзеры
Гейзеры (горячие источники, периодически выбрасывающие фонтаны горячей воды и пара) располагаются вблизи действующих или недавно уснувших вулканов. Для извержения гейзеров необходима теплота, поступающая от вулканов.
Чтобы понять физику гейзеров, вспомним, что температура кипения воды зависит от давления (см. рисунок 1).
Рисунок 1. Зависимость температуры кипения воды от давления
Представим себе 20-метровую гейзерную трубку, наполненную горячей водой. По мере увеличения глубины температура воды растёт. Одновременно возрастает и давление: оно складывается из атмосферного давления и давления столба воды в трубке. При этом везде по длине трубки температура воды оказывается несколько ниже температуры кипения, соответствующей давлению на той или иной глубине.
Теперь предположим, что по одному из боковых протоков в трубку поступила порция пара. Пар вошёл в трубку и поднял воду до некоторого нового уровня, а часть её вылилась из трубки в бассейн. При этом температура поднятой воды может оказаться выше температуры кипения при новом давлении, и тогда вода немедленно закипает. При кипении образуется пар, который ещё выше поднимает воду, заставляя её выливаться в бассейн.
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.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
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 105 Па. Закипит или нет поднятая паром вода? Жауап поясните. | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается шешімнің барысын жазу, жол емес. Шешімді қағазға жазып, салыстырыңыз с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Талдауды ашу1Мягкая — с чего смотретьдеңгей 1 из 3
Каково давление на глубине 10 м с учётом атмосферного давления и давления столба воды?
2Жетекші — қандай сандарды есептеудеңгей 2 из 3
Используйте формулу $p = p_0 + \rho gh$, а затем определите температуру кипения воды при получившемся давлении.
3Тікелей — іс жүзінде шешімдеңгей 3 из 3
При $\rho \approx 1000\ \text{кг/м}^3$ и $g \approx 10\ \text{Н/кг}$ давление равно $2 \cdot 10^5$ Па. При таком давлении температура кипения воды около 120 °С, поэтому вода, имеющая температуру 125 °С, закипит.