ВсОШ 2003, Зонален етап, 9–11 клас — Задача 12. Вода и пар над поршнем

XXXVII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Окружной этап. Теоретический тур

Условие

Герметичный сосуд состоит из двух одинаковых шаров объемом $V = 5$ м$^3$ каждый и тонкой вертикальной трубки (рис. 14). Поршень в трубке делит сосуд на две части: в нижней — воздух при постоянной температуре, а в верхней — вода и пар, причем площадь свободной поверхности воды в верхнем шаре $S = 3$ см$^2$. При каких температурах $T_0$ воды и пара возможна такая ситуация, что при малых изменениях $\Delta T_0$ этой температуры поршень смещается в одну и ту же сторону от положения равновесия независимо от знака $\Delta T_0$?

Примечание. Если при некоторой температуре $T$ давление насыщенного пара $p$, то их малые изменения связаны уравнением Клаузиуса $\Delta p = \Delta T\mu\lambda p/(RT^2)$, где молярная масса $\mu = 18$ г/моль, удельная теплота парообразования $\lambda = 2{,}3\cdot 10^6$ Дж/кг, универсальная газовая постоянная $R = 8{,}31$ Дж/(моль·К).

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: ok03T.pdf