Задачи › Трубки с жидкостью, U-образные трубки

Смещение уровня ртути в U-трубке

  1. Смещение уровня ртути в U-трубке

    Физтех 2014/15, 10 кл.
    3/10

    U-образная трубка с открытыми в атмосферу вертикальными коленами заполнена частично ртутью. Одно из колен закрывают сверху, а в другое доливают слой ртути длиной \(l = 6\) см. После установления равновесия в закрытом колене остаётся воздушный столб длиной \(L = 19\) см. Найдите смещение уровня ртути в открытом колене относительно начального положения. Атмосферное давление \(P_0 = 760\) мм рт. ст.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Воздух в закрытом колене подчиняется закону Бойля–Мариотта; используйте условие \(x_1 + x_2 = l\) для смещений уровней ртути.

    Ответ

    \(x_1 = 5\) см.

    Решение

    Пусть \(x_1\) — искомое смещение, \(x_2\) — смещение уровня в закрытом колене, \(\rho\) — плотность ртути, \(S\) — площадь сечения трубки, \(P_0 = \rho g H_0\), \(H_0 = 76\) см. По условию \(x_1 + x_2 = l\). Произведение давления на объём воздуха в закрытом колене постоянно: \(\rho g H_0(L + x_2)S = \bigl(\rho g H_0 + \rho g(x_1 - x_2)\bigr)LS\). Из этих уравнений \(x_1 = \dfrac{l(H_0 + L)}{2L + H_0} = 5\) см.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи