Две бутылки наполнены водой комнатной температуры одну
Зимой школьник решил поставить опыт: полностью заполнил две тонкие пластиковые бутылки с практически нерастяжимыми стенками горячей водой (почти кипятком), потом из одной вылил воду, сразу же обе плотно закрыл крышками и выставил бутылки на мороз на всю ночь. В результате одна бутылка лопнула, а другая сплющилась. Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, какая из бутылок лопнула и почему.
1) В первой бутылке были насыщенные пары воды и малое количество воздуха, а во второй — только горячая вода.
2) Ночью на морозе обе бутылки за счёт всех видов теплоотдачи — конвекции, теплопроводности и теплового излучения — остыли до температуры окружающего холодного воздуха.
3) Пары воды в первой бутылке сконденсировались и замерзли, сильно уменьшив свой объём, а давление в бутылке упало до очень низкого значения. Поэтому бутылка под действием наружного атмосферного давления сплющилась.
4) Во второй бутылке вода сначала охладилась до 0 °С, а потом при фазовом переходе из жидкого состояния в твёрдое отдала теплоту кристаллизации, замёрзла и охладилась до низкой температуры окружающей среды. При этом объём воды вырос примерно на 10% (это следует из таблицы плотностей веществ), что привело к сильному росту давления в бутылке с нерастяжимыми стенками, и она лопнула.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае п. 1-4) и исчерпывающие верные рассуждения с указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае — явлений теплоотдачи — конвекции, теплопроводности и излучения, фазовых переходов — конденсации паров с уменьшением их объёма и кристаллизации воды с ростом её объёма, а также результата деформации обеих бутылок). | 3 |
| Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, и дано правильное объяснение, но содержится один из следующих недостатков. В представленных записях содержатся лишь общие рассуждения без привязки к конкретной ситуации задачи. Рассуждения, приводящие к ответу, представлены не в полном объёме, или в них содержатся логические недочёты | 2 |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Указаны не все необходимые явления и физические законы, даже если дан правильный ответ на вопрос задания. Указаны все необходимые явления и физические законы, но в некоторых из них допущена ошибка, даже если дан правильный ответ на вопрос задания. Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. Источник  Цены на продукты питания, энергию, топливо, а также  В России мы можем собирать дождевую воду наиболее эффективно |
