Logo
Logo

Извержение гейзера

Условие

Самый известный гейзер в Йеллоустонском национальном парке — это «Старый Дух». Через каждые 90 минут гейзер «оживает» и в течение четырех минут выбрасывает около $44~тонн$ пара. Модель этого гейзера можно представить следующим образом (см. рис). Глубоко под землей имеется огромная полость, сообщающаяся с атмосферой при помощи узкого вертикального канала. В спокойном состоянии полость и канал заполнены водой. Окружающая горячая земля, благодаря остаточному вулканическому действию, нагревает воду в емкости. В результате вскипания вода в канале частично превращается в пар и вместе с остатками воды выбрасывается в атмосферу. После извержения подземные ручьи наполняют полость и канал до исходного уровня за 20-30 минут. Опять начинается нагрев и т.д. Геологические эксперименты показывают, что подземная температура в этой области увеличивается на $1~К$ с каждым метром глубины.

a Определите минимальное расстояние, на котором под поверхностью находится полость.

b Если считать, что полость расположена на минимально возможной глубине, то каков ее объем?