Каков эффект на объем воды в сосуде при изменении температуры с 47 градусов Цельсия до 24 градусов Цельсия?

Aleks

14

Для решения этой задачи нам понадобится знание о термическом расширении вещества. Когда вещество нагревается, его молекулы начинают двигаться быстрее и занимать больше места, что приводит к увеличению его объема. Обратный процесс происходит, когда вещество охлаждается - его объем уменьшается.

В данном случае, при изменении температуры воды в сосуде с 47 градусов Цельсия до 24 градусов Цельсия, мы имеем дело с охлаждением воды. Поэтому ожидаем, что объем воды в сосуде уменьшится.

Однако, чтобы подтвердить нашу гипотезу, нам нужно знать коэффициент линейного термического расширения для воды. Для воды этот коэффициент составляет примерно $0.00021{}^{\circ }{C}^{-1}$.

Используя эту информацию, мы можем рассчитать изменение объема воды с помощью следующей формулы:

$$\mathrm{\Delta }V=V_0\cdot \beta \cdot \mathrm{\Delta }T$$

где:
$\mathrm{\Delta }V$ - изменение объема воды,
$V_0$ - исходный объем воды,
$\beta$ - коэффициент линейного термического расширения,
$\mathrm{\Delta }T$ - изменение температуры.

В нашем случае, чтобы узнать изменение объема воды, мы должны умножить исходный объем воды на разность температур и коэффициент линейного термического расширения:

$$\mathrm{\Delta }V=V_0\cdot \beta \cdot (T_2-T_1)$$

где:
$T_1={47}^{\circ }C$ - исходная температура,
$T_2={24}^{\circ }C$ - конечная температура.

Теперь мы можем найти ответ, используя известный объем воды в сосуде и коэффициент линейного термического расширения для воды:

$$\mathrm{\Delta }V=V_0\cdot 0.00021\cdot (24-47)$$

Подставляем значения и вычисляем:

$$\mathrm{\Delta }V=V_0\cdot 0.00021\cdot (-23)$$

Итак, изменение объема воды можно найти, умножив исходный объем воды на -0.00483 (округляем до пяти знаков после запятой).

Таким образом, эффект на объем воды в сосуде при изменении температуры с 47 градусов Цельсия до 24 градусов Цельсия составляет уменьшение объема на -0.00483 (округляем до пяти знаков после запятой).

Округленно значение изменения объема: -0.00483