Гейзеры располагаются вблизи действующих или недавно уснувших вулканов. Для извержения гейзеров необходима теплота, поступающая от вулканов.
Чтобы понять физику гейзеров, напомним, что температура кипения воды зависит от давления (см. рис.).
Представим себе 20-метровую гейзерную трубку, наполненную горячей водой. По мере увеличения глубины температура воды растет. 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 вошел в трубку и поднял воду до некоторого нового уровня, а часть воды вылилась из трубки в бассейн. При этом температура поднятой воды может оказаться выше температуры кипения при новом давлении, и вода немедленно закипает.
При кипении образуется пар, который еще выше поднимает воду, заставляя ee выливаться в бассейн. Давление на нижние слои воды уменьшается, так что закипает вся оставшаяся в трубке вода. В этот момент образуется большое количество пара; расширяясь, он с огромной скоростью устремляется вверх, выбрасывая остатки воды из трубки — происходит извержение гейзера.
Но вот весь пар вышел, трубка постепенно вновь заполняется охладившейся водой. Время от времени внизу слышатся взрывы — это в трубку из боковых протоков попадают порции пара. Однако очередной выброс воды начнется только тогда, когда вода в трубке нагреется до температуры, близкой к температуре кипения.
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.
1. В гейзерную трубку из бокового протока поступила порция пара. Над паром остался столб воды высотой 10 м. Вода на этой глубине находится при температуре 121 °C. Атмосферное давление 105 Па. При этом вода в трубке быстро охладится, так как ее температура ниже температуры кипения на глубине 10 м.
2. В гейзерную трубку из бокового протока поступила порция пара. Над паром остался столб воды высотой 10 м. Вода на этой глубине находится при температуре 121 °C. Атмосферное давление 105 Па. При этом вода в трубке закипит, так как ее температура выше температуры кипения при внешнем давлении 2 · 105 Па.
3. В гейзерную трубку из бокового протока поступила порция пара. Над паром остался столб воды высотой 10 м. Вода на этой глубине находится при температуре 121 °C. Атмосферное давление 105 Па. При этом вода в трубке будет перемещаться вниз под действием атмосферного давления.
4. Жидкость можно заставить закипеть, увеличивая внешнее давление при неизменной температуре.
5. Жидкость можно заставить закипеть, увеличивая ее температуру при неизменном давлении.
Из третьего абзаца ясно, что при этом вода в трубке закипит, так как ее температура выше температуры кипения при внешнем давлении 2 · 105 Па.
Из второго абзаца ясно, что жидкость можно заставить закипеть, увеличивая ее температуру при неизменном давлении. Так, например, при атмосферном давлении вода кипит при 100 °C. Жидкость также можно заставить закипеть, уменьшая внешнее давление при неизменной температуре.
Ответ: 2 и 5.
Какие утверждения справедливы?
А. Жидкость можно заставить закипеть, увеличивая внешнее давление при неизменной температуре.
Б. Жидкость можно заставить закипеть, увеличивая ее температуру при неизменном давлении.
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
В гейзерную трубку из бокового протока поступила порция пара. Над паром остался столб воды высотой 10 м. Вода на этой глубине находится при температуре 121 °C. Атмосферное давление 105 Па. При этом вода в трубке
1) будет перемещаться вниз под действием атмосферного давления
2) останется в равновесии, так как ее температура ниже температуры кипения
3) быстро охладится, так как ее температура ниже температуры кипения на глубине 10 м
4) закипит, так как ее температура выше температуры кипения при внешнем давлении 2 · 105 Па