Вопрос от посетителя
широкую стеклянную трубку длиной около полуметра запаянную с одного конца целиком заполнили водой и установили вертикально открытым концом вниз, погрузив низ трубки а несколько сантииметров с водой. при какой комнатной температуре трубка остается целиком заполненной водой. воду в тазике медленно нагревают. где установится уровень воды в трубке, когда вода в тазике начнет закипать?
Отвечает Илюха:
При комнатной температуре вода занимает весь объём трубки и не выливается из неё, потому что давление насыщенного пара при комнатной температуре очень невелико (мене 3% от нормального атмосферного давления) и над водой возникает “торричеллиева пустота”, заполненная насыщенным водяным паром, только если высота водяного столба будет примерно 10 метров.
С ростом температуры воды давление её насыщенного пара растёт, пока при температуре кипения не сравняется с внешним атмосферным давлением.
Поэтому, когда температура воды в трубке приблизится к температуре кипения, над водой в трубке появится “торричеллиева пустота”, заполненная насыщенным водяным паром. С дальнейшим повышением температуры уровень воды в трубке будет понижаться. При температуре кипения достигается равенство давления насыщенного водяного пара в трубке и атмосферного давления, поэтому уровень воды в трубке и в тазике одинаков.