Які значення тиску повітря p1 та p2 у трубці до і після її опускання у воду, якщо різниця рівнів води h=40

Магия_Реки

26

Якщо ми маємо горизонтальну трубку, то тиск повітря у будь-якій точці трубки буде однаковий. Тому, тиск повітря в точці p1, де трубка ще не опущена у воду, і тиск повітря в точці p2, де трубка опущена у воду, будуть однакові.

Тепер давайте вважати, що p0 є атмосферний тиск, який дорівнює 101 кПа.
Тоді, тиск повітря в точці p1 (якщо трубка ще не опущена) також буде дорівнювати 101 кПа.

Коли трубка опущена у воду, на неї діє гідростатичний тиск, який залежить від висоти стовпа рідини над трубкою. У даному випадку, різниця рівнів води h=40 см, що відповідає висоті стовпа рідини над трубкою.

Для обчислення гідростатичного тиску використовується формула:
\[p = \rho \cdot g \cdot h\]
де \(\rho\) - щільність рідини, \(g\) - прискорення вільного падіння, \(h\) - висота стовпа рідини.

В цьому випадку, щільність води \(\rho\) дорівнює поблизу 1000 кг/м³ (залежно від температури), а прискорення вільного падіння g дорівнює 9.8 м/с².

Отже, гідростатичний тиск, який діє на трубку у воді, буде:
\[p = \rho \cdot g \cdot h = 1000 \, \text{кг/м³} \cdot 9.8 \, \text{м/с²} \cdot 0.4 \, \text{м} = 392 \, \text{Па}\]

Таким чином, тиск повітря в точці p2 (після опускання трубки у воду) буде відрізнятися від тиску повітря в точці p1:

\[p2 = p1 - p = 101 \, \text{кПа} - 392 \, \text{Па} = 100.608 \, \text{кПа}\]

Таким чином, після опускання трубки у воду, тиск повітря в точці p2 буде 100.608 кПа, що менше, ніж тиск повітря в точці p1, який дорівнює 101 кПа.