Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 1874

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили ртуть, и дождались, когда она придёт в равновесие. После этого в левую часть сосуда залили глицерин, и через некоторое время уровень ртути в этой части сосуда стал равен 28 см, при этом уровень глицерина в этой же части сосуда стал равен 395 см. Каким оказался при этом уровень ртути в правой части сосуда? Плотность ртути считать равной 13600
кг
м3
, плотность глицерина считать равной 1260
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈0,62
в виде формулы:0.62001470588235

Для решения этой задачи используем условие равновесия жидкостей в сообщающемся сосуде: для того, чтобы жидкости уравновесились, необходимо равенство давлений в левой и правой части сосуда pслева = pсправа. Давление, создаваемое столбом жидкости можно вычислить по формуле p = ρ‎×g×h. Можно заметить, что в правой части сосуда находится только ртуть, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pсправа = ρртути‎×g×hртути_справа. В левой же части сосуда находятся сразу две жидкости: ртуть и глицерин, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pглицерина + pртути_слева. При этом pглицерина = ρглицерина×g×hглицерина, а pртути_слева = ρртути×g×hртути_слева Таким образом можно составить уравнение:
ρртути‎×g×hртути_справа = ρглицерина×g×hглицерина + ρртути×g×hртути_слева
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρртути‎×hртути_справа = ρглицерина×hглицерина + ρртути×hртути_слева
Обратите внимание, что в этой формуле hглицерина не соответствует уровню глицерина, потому что в условии задачи указана не высота столба жидкости глицерина, а отметка, на которой он находится, то есть высота уровня от дна сосуда. Высоту столба жидкости глицерина можно подсчитать, если из уровня глицерина вычесть уровень ртути в той же части сосуда: hглицерина = 395 см - 28 см = 367 см. Переводим все значения в систему СИ и подставляем в уравнение:
13600×hртути_справа = 1260×3,67 + 13600×0,28
Таким образом, единственная неизвестная величина hртути_справа может быть найдена. Решив данное уравнение найдём ответ: hртути_справа ≈ 0,62 м.


Похожие задачи: 1864, 6746, 1703, 7931, 10606.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №1868:
Не оценено.
Задача №7091:
Эталонное решение.
Задача №2440:
(Не оценено) Комментарий к решению: Ученик не показал подстановленные значения, хотя они и есть в "дано". Обоснованное решение, с недостатками.

Нашли ошибку? Сообщите нам!
Не хватает табличных данных? Посмотрите в справочнике!

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.