Задача 14: алюминиевая банка тонет и всплывает

Пустую алюминиевую банку из-под напитка, к ключу которой прикреплен груз, наполняют холодной водой. Затем стеклянный сосуд наполняют горячей водой и опрокидывают туда банку вверх дном. Банка тонет, но через некоторое время всплывает. Объяснить результат эксперимента.

Решение:

При опрокидывании банки часть воды выливается, и в верхней части образуется пузырь воздуха. Затем холодная вода, как более тяжелая, частично вытекает из банки, заменяясь горячей, а также нагревается через стенки, так что температуры в банке и в сосуде постепенно выравниваются. В результате нагрева воздух в пузыре расширяется; кроме того, объем пузыря растет и за счет испарения. Пузырь вытесняет часть воды из банки. При достаточном увеличении объема пузыря банка становится легче воды и всплывает. Можно также сказать, что причиной подъема является превышение давления в пузыре на величину ρgh по сравнению с давлением воды на донышко банки, где h — высота пузыря.

Далее: два груза связаны проволочкой   [тема: качественные задачи по физике]

---