Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 6967

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили глицерин, и дождались, когда он придёт в равновесие. После этого в правую часть сосуда залили спирт, и через некоторое время уровень глицерина в этой части сосуда стал равен 29 см, при этом уровень спирта в этой же части сосуда стал равен 81,6 см. Каким оказался при этом уровень глицерина в левой части сосуда? Плотность глицерина считать равной 1260
кг
м3
, плотность спирта считать равной 790
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈0,62
в виде формулы:0.61979365079365

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 спирт, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pспирта + pглицерина_справа. При этом pспирта = ρспирта×g×hспирта, а pглицерина_справа = ρглицерина×g×hглицерина_справа Таким образом можно составить уравнение:
ρглицерина‎×g×hглицерина_слева = ρспирта×g×hспирта + ρглицерина×g×hглицерина_справа
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρглицерина‎×hглицерина_слева = ρспирта×hспирта + ρглицерина×hглицерина_справа
Обратите внимание, что в этой формуле hспирта не соответствует уровню спирта, потому что в условии задачи указана не высота столба жидкости спирта, а отметка, на которой он находится, то есть высота уровня от дна сосуда. Высоту столба жидкости спирта можно подсчитать, если из уровня спирта вычесть уровень глицерина в той же части сосуда: hспирта = 81,6 см - 29 см = 52,6 см. Переводим все значения в систему СИ и подставляем в уравнение:
1260×hглицерина_слева = 790×0,526 + 1260×0,29
Таким образом, единственная неизвестная величина hглицерина_слева может быть найдена. Решив данное уравнение найдём ответ: hглицерина_слева ≈ 0,62 м.


Похожие задачи: 7931, 7952, 961, 23, 1874.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №7091:
Эталонное решение.
Задача №1868:
Не оценено.
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.