Задание №163574: Механика

2. Цилиндры (14 баллов) нарушается: при неизменной мощности нагрева тем- Есть два цилиндрических геометрически подобных пература нагревательного элемента начинает неконсосуда, изготовленных из одного и того же материатролируемо расти. Это приводит к его разрушению ла, плотность которого больше плотности воды. Со- — так называемому «пережогу стенки». суды тонкостенные, но с массивным дном. Их ли- Согласно гидродинамической теории С. С. Кутатенейные размеры относятся как 2 ∶ 1. Больший сосуд ладзе, критическое состояние наступает, когда инстоит на горизонтальном столе и заполнен водой; тенсивный поток образующегося пара начинает прев нём плавает (естественно, не касаясь дна) меньпятствовать доступу жидкости к поверхности нагреший сосуд, также заполненный водой. Известно, что вателя. Проще говоря, этот поток действует на воду объём воды в каждом сосуде составляет одну и ту же подобно сильному встречному ветру. долю его внутреннего объёма. Толщина дна каждого Динамическое давление такого «пара-ветра» опресосуда равна 1 его высоты, где 𝑘 > 1. Плотность воды деляется формулой: 𝑘 равна 1000 кг/м3. 𝜌𝑢2 𝑃 = , • Пусть 𝑘 = 4. Определите диапазон возможных зна- 2 чений плотности 𝜌 материала сосудов. где 𝑢 — скорость пара, образующегося у поверхности • При каких значениях 𝑘 не существует ответа на вонагревателя, а 𝜌 — его плотность. прос предыдущего пункта? Продолжение задания см. на листе 2 ЛИСТ 1 ИЗ 2 87-Я МОСКОВСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ФИЗИКЕ (2026 Г.) 8 КЛАСС Кризис кипения наступает, когда динамическое возникающую силу натяжения 𝐹. Полученные дандавление пара достигает некоторого значения 𝑃 , ные свидетельствуют, что при достижении порогокрит при котором оно сравнивается с давлением, обусловвых значений удлинения (в моменты разрыва внутленным силами поверхностного натяжения и тяжеренних волокон того или иного типа) сила натяжести,стремящимися«протолкнуть»водуобратнокпония скачкообразно уменьшается. Разорванные воверхности нагревателя сквозь поток пара. Величину локна при снятии нагрузки не восстанавливаются. критического динамического давления для воды На рис. 1 приведён график зависимости 𝑘 от силы можно считать равной 𝑃 ≈ 20 Па. натяжения 𝐹 (полужирные линии чёрного цвета), крит Рассмотрим сосуд с плоским нагревательным элепостроенный по результатам этого исследования. ментом площадью 80 см2 (похожий на электрочайk, Н/см ник). Вода в сосуде нагрета до температуры, близкой к 100∘С; плотность пара при этой темпера- 25 туре и нормальном атмосферном давлении 𝜌 = = 0,6 кг/м3. Удельная теплота парообразования 𝐿 = 20 = 2,26 МДж/кг. • Прикакоймощности𝑊 ,подводимойкнагревателю, 15