Всообщающихся сосудах налита ртуть. площадь сечения одного в 4 раза больше другого. в широкий сосуд наливают столб воды высотой 102 см. на сколько поднимется ртуть в узком сосуде?
Дано: плотность ртути ρ = 13,6 г/см³, плотность воды ρ₁ = 1 г/см³, высота столба воды h₁ = 102 см, площади отличаются в n = 4 раза. Найти: изменение высоты в узком сосуде h.
Решение. 1) Суммарное количество ртути сохраняется, поэтому если в узком сосуде добавилось V = Sh ртути, тогда в широком на столько же ртути меньше V = nS * h', уровень ртути понизится на h' = V/nS = h/n. 2) В состоянии равновесия давления в узком и широком сосуде равны. Посчитаем давления на уровне, отмеченном чертой (ниже всё одинаково). Широкий сосуд: P = ρ₁gh₁ Узкий сосуд: P = ρgh(1 + 1/n) Приравниваем и выражаем h: ρ₁gh₁ = ρgh(1 + 1/n) h = h₁ · ρ₁ / (ρ (1 + 1/n)) h = 102 · 1 / (13.6 · (1 + 1/4)) = 6 см
Найти: изменение высоты в узком сосуде h.
Решение.
1) Суммарное количество ртути сохраняется, поэтому если в узком сосуде добавилось V = Sh ртути, тогда в широком на столько же ртути меньше V = nS * h', уровень ртути понизится на h' = V/nS = h/n.
2) В состоянии равновесия давления в узком и широком сосуде равны. Посчитаем давления на уровне, отмеченном чертой (ниже всё одинаково).
Широкий сосуд: P = ρ₁gh₁
Узкий сосуд: P = ρgh(1 + 1/n)
Приравниваем и выражаем h:
ρ₁gh₁ = ρgh(1 + 1/n)
h = h₁ · ρ₁ / (ρ (1 + 1/n))
h = 102 · 1 / (13.6 · (1 + 1/4)) = 6 см
ответ. h = 6 см