Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 2444

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили глицерин, и дождались, когда он придёт в равновесие. После этого в правую часть сосуда залили некоторую жидкость, и через некоторое время её уровень в этой части сосуда стал равен 44,5 см, при этом уровень глицерина в этой же части сосуда стал равен 16 см, а уровень глицерина в левой части поднялся до 35 см. Какова была плотность этой неизвестной жидкости? Можно ли предположить, что это за жидкость? Плотность глицерина считать равной 1260
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: 840

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 левой части сосуда находится только глицерин, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pслева = ρглицерина‎×g×hглицерина_слева. В правой же части сосуда находятся сразу две жидкости: глицерин и искомая неизвестная жидкость, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pнеизв + pглицерина_справа. При этом pнеизв = ρнеизв×g×hнеизв, а pглицерина_справа = ρглицерина×g×hглицерина_справа Таким образом можно составить уравнение:
ρглицерина‎×g×hглицерина_слева = ρнеизв×g×hнеизв + ρглицерина×g×hглицерина_справа
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρглицерина‎×hглицерина_слева = ρнеизв×hнеизв + ρглицерина×hглицерина_справа
Обратите внимание, что в этой формуле hнеизв не соответствует уровню неизвестной жидкости, потому что в условии задачи указана не высота её столба жидкости, а отметка, на которой она находится, то есть высота уровня от дна сосуда. Высоту столба неизвестной жидкости можно подсчитать, если из уровня этой жидкости вычесть уровень глицерина в той же части сосуда. Её можно подсчитать: hнеизв = 44,5 см - 16 см = 28,5 см. Переводим все значения в систему СИ и подставляем в уравнение:
1260×0,35 = ρнеизв×0,285 + 1260×0,16
Таким образом, единственная неизвестная величина ρнеизв может быть найдена. Решив данное уравнение найдём ответ: ρнеизв = 840
кг
м3
. По таблице плотностей можно увидеть, что жидкостью с такой плотностью может являться керосин.


Похожие задачи: 8075, 18, 19, 7949, 1062.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №8318:
Не оценено.
Задача №19:
Не оценено.
Задача №7949:
Не оценено.

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.