В левое колено U-образной трубки с ртутью налили керосин, высота столба керосина равна 13,6 см. Чему стала равна разность уровней ртути

ответ к заданию по физике
 

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать закон Паскаля о равномерном давлении в жидкостях. Согласно этому закону, давление, создаваемое жидкостью, распределяется одинаково по всей ее поверхности.

Вернемся к нашей задаче. У нас есть левое колено U-образной трубки с ртутью и столбиком керосина высотой 13,6 см. Давление жидкости в каждом колене должно быть одинаковым.

Теперь обратимся к понятию разности уровней. Разность уровней (h) – это разница в высоте столбиков жидкости в каждом колене. В нашем случае, разность уровней ртути (h) равна неизвестной величине.

Обозначим давление ртути (P1), давление керосина (P2), плотность ртути (р1) и плотность керосина (р2).

Поскольку давление одинаково в каждом колене, мы можем записать уравнение с использованием закона Паскаля:

P1 + ρ1 * g * h1 = P2 + ρ2 * g * h2

где g - ускорение свободного падения (9,8 м/с^2), а h1 и h2 - высоты столбиков ртути и керосина соответственно.

Термин ρ * g * h представляет собой давление, вызванное столбиком жидкости определенной высоты.

Так как колено с ртутью находится слева, мы можем сказать, что P1 = 0, потому что воздух создает давление в трубке справа и вес ртути создает давление слева.

Теперь можем записать уравнение в более простой форме:

0 + ρ1 * g * h1 = P2 + ρ2 * g * h2

Учитывая, что плотность ртути р1 = 13,6 * ρ2 (плотность керосина равна плотности ртути), и что h1 = 0 (так как берем верхнюю часть левого колена U-образной трубки с ртутью), мы можем переписать уравнение следующим образом:

0 + 13,6 * ρ2 * g = P2 + ρ2 * g * h2

Сокращаем ρ2 * g с обеих сторон уравнения:

13,6 = P2 + h2

Исходя из этого, мы можем заключить, что разность уровней, равная 13,6 см, представляет собой сумму давления, выраженного в Паскалях (P2), и высоты столбика керосина (h2) в метрах.

Таким образом, разность уровней ртути будет равна 13,6 см.