2015S.1

1.3: Ciężko sklasyfikować to jako "wiedzę elementarną", raczej należy po prostu zdroworozsądkowo podejść do zadanego pytania. Zastanawiamy się zgodnie z pytaniem czy podgrzanie wody zmieni cokolwiek w naszym układzie. No a wiemy, że gęstość substancji zależy od ich temperatury, więc zmieni się gęstość wody, a zatem zmieni się wartość siły wyporu.

1.4 Dwie poprawne odpowiedzi wynikają z faktu, że CKE nie doprecyzowało pytania. Zakładam, że początkowo zakładali, że odpowiedzią poprawną jest np. tylko C, ale sporo ludzi być może odpowiedziało A, wnioskując w taki sposób, że skoro zmieniamy tylko ciecz, to ciężarek nr 1 ma być w pełni zanurzony, bo nic innego nie zmieniamy ;) dlatego jeśli założymy, że ciężarek nr 1 ma być w pełni zanurzony, to odpowiedź A jest prawidłowa, jeśli dopuszczamy możliwość jego częściowego zanurzenia, to prawidłowe jest C. CKE poszło tu na rękę zdającym i ostatecznie dopuściło obie odpowiedzi ;)

A z jakiego wzoru wiemy o proporcjonalności gęstości cieczy do temperatury?

Tego, że jest to proporcjonalność (prosta) to już nie powiedziałem ;) ale faktem jest, że gęstość dowolnej w zasadzie substancji zmienia się wraz ze zmianą temperatury tej substancji. Dla gazów doskonałych można to łatwo wyprowadzić z równania Clapeyrona, ale dla cieczy już nie ma takiej prostej maturalnej prostej formuły, która by to określała. Trzeba po prostu zdawać sobie sprawę z tego, że taka zależność istnieje.

To mi wyszło, że jest to proporcjonalność odwrotna. I napisanie, że zmieni się równowaga układu bo siła wyporu zmaleje wystarczy? Bo traktujemy w tym zadaniu wodę tak jakby był to gaz doskonały tak?

No właśnie nie możemy traktować wody jako gaz doskonały, woda jest przecież cieczą a nie gazem, więc jej równanie Clapeyrona na pewno nie opisuje. Więc nie mamy w przypadku tego zadania żadnego konkretnego wzoru jednoznacznie uzależniającego gęstość wody od temperatury, ale musimy wiedzieć że taka zależność istnieje i tyle nam w zupełności wystarczy.

Ale dla gazu doskonałego taki wzór jest poprawny co wyprowadziłem? Jeśli tak to mogę to zapamiętać w ten sposób, że w zależnościach z gęstościami wodę można porównywać do gazu doskonałego? I czy dla cieczy ta proporcjonalność też jest odwrotna?

Tak, dla gazu jest to poprawne wyprowadzenie. Dla większości cieczy taka zależność (gdy rośnie temperatura, to spada gęstość) również jest prawdziwa - dla wody także, ale okazuje się, że woda akurat jest trochę "dziwna", bo dla niej jest to prawdziwe tylko w pewnym zakresie temperatur. Mianowicie woda ma największą gęstość w temp. 4 stopni Celsjusza - gdy będzie dalej zmniejszali jej temperaturę, to okaże się, że jej gęstość zacznie maleć. Więc woda akurat jest dość wyjątkowa... ale w przypadku większości cieczy jest tak, że im mniejsza temperatura tym większa gęstość.

A rzeczywiście było kiedyś coś takiego powiedziane, że nawet w zimę przy dnie stawu temperatura wody wynosi 4 stopnie. Dziękuję :)

No dokładnie ;)