Mógłby ktoś przeprowadzić poprawne rozumowanie w tym zadaniu? Czy jeśli mamy ruchomy tłok to ciśnienie gazu nie będzie stałe? Ja rozumiem to tak: przekręcamy pionową rurkę siła ciężkości rtęci się zwiększa a więc siła tego powietrza w środku także musi wzrosnąć, a więc długość słupka musi zmaleć
faktycznie, już rozumiem, a czy szybkość obrotu będzie miała wpływ w tym przypadku na zachowanie tego powietrza w środku. Chodzi mi o dwie sytuację: 1) bardzo powolny obrót, 2) wręcz natychmiastowy obrót.
W przypadku natychmiastowego obrotu istnieje zapewne możliwość wystąpienia przemiany adiabatycznej, czyli takiej, w której nie ma żadnego przepływu ciepła - wtedy okazałoby się, że ta przemiana nie byłaby izotermiczna. Ciężko jednak mi stwierdzić jednoznacznie jak szybki musiałby to być obrót, ale to jest jedyna opcja jaką widzę w kontekście ewentualnych różnic pomiędzy szybkim a powolnym obrotem.
tak właśnie dlatego pytam, jeśli wystąpiła by ta przemiana adiabatyczna to sytuacja w tym zadaniu jakoś by się zmieniła czy nadal wyglądałoby to tak samo
Jeśli przemiana byłaby adiabatyczna, to już na pewno nie byłaby izotermiczna, więc zmieniłaby się temperatura powietrza w środku, ale akurat w kontekście tego zadania nie zmieniłoby to odpowiedzi - w przemianie adiabatycznej wraz ze zmniejszeniem się objętości również mamy wzrost ciśnienia, tyle, że o nieco inną wartość niż w przypadku przemiany izotermicznej, natomiast odpowiedzią dalej byłoby B1. Nadmieniam jednocześnie, że przemiany adiabatycznej nie ma w podstawie programowej, więc gdyby była konieczność jej użycia to musiałaby ona zostać opisana w treści zadania w wystarczającym stopniu.
Hmm, w sumie sam odpowiedziałeś sobie na pytanie ;) mianowicie, faktycznie po przekręceniu rurki zaczyna odgrywać rolę siła ciężkości rtęci, która będzie naciskała na powietrze zamknięte wewnątrz, a zatem tak jak zapisałeś zwiększy się siła z jaką powietrze wewnątrz będzie działało na kroplę rtęci. Zwiększenie siły oznacza zwiększenie się ciśnienia powietrza wewnątrz. Będzie to związane ze zmniejszeniem się objętości powietrza, więc poprawna odpowiedź to B1. Okazuje się, że taka przemiana będzie izotermiczna (analogiczne zadanie pojawiło się na maturze czerwcowej w 2012 roku - w naszej książce oznaczone jako 2012.C.5). Nie jest to przemiana izobaryczna, ponieważ ma tu miejsce właśnie to obrócenie rurki, które zmienia przecież siłę z jaką rtęć naciska na powietrze zamknięte wewnątrz (w sytuacji swobodnego tłoka, gdy mieliśmy faktycznie do czynienia z przemianą izobaryczną żadnego obracania nie było, co w efekcie sprawiało, że siła nacisku tłoka na gaz w środku się nie zmieniała).