Яка висота стовпця газу потрібна в другому коліні, щоб ртуть у U-подібній трубці знаходилася на одному рівні з водою

  • 70
Яка висота стовпця газу потрібна в другому коліні, щоб ртуть у U-подібній трубці знаходилася на одному рівні з водою, яка має висоту 68 см?
Путник_С_Звездой
22
Вам нужно решить задачу о балансе давлений в системе, чтобы узнать, какая должна быть высота газового столба во втором колене U-образной трубки, чтобы ртуть находилась на одном уровне с водой. Для этого мы можем использовать закон Архимеда и закон Паскаля.

Пусть h1 - высота воды в одной колене U-образной трубки, а h2 - высота газового столба в другом колене.

Закон Архимеда гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила Архимеда, равная весу вытесненной жидкости. В данном случае вода является жидкостью, а ртуть - телом, погруженным в эту жидкость.

Следовательно, сила Архимеда, действующая на ртуть, равна ее весу:

F1=m1g

где m1 - масса ртути, g - ускорение свободного падения.

Закон Паскаля указывает, что давление в жидкости передается одинаково во всех направлениях. Следовательно, давление на уровне горизонтальной поверхности воды должно быть одинаковым, как в первом, так и во втором колене.

Тогда давление в первом колене будет равно:

P1=P0+ρwgh1

где P0 - атмосферное давление, ρw - плотность воды.

Давление во втором колене будет равно:

P2=P0+ρwgh2

Так как давление одинаково, то P1=P2:

P0+ρwgh1=P0+ρwgh2

Выражаем высоту газового столба:

h2=h1g

Таким образом, чтобы ртуть находилась на одном уровне с водой, высота газового столба должна быть равна h1g, где h1 - высота воды в одной колене U-образной трубки, а g - ускорение свободного падения.

Надеюсь, этот ответ понятен и помогает вам решить задачу! Если у вас возникнут ещё вопросы, пожалуйста, спрашивайте.