Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 7935

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили подсолнечное масло, и дождались, когда оно придёт в равновесие. После этого в левую часть сосуда залили некоторую жидкость, и через некоторое время её уровень в этой части сосуда стал равен 58,3 см, при этом уровень подсолнечного масла в этой же части сосуда стал равен 28 см, а уровень подсолнечного масла в правой части поднялся до 52 см. Какова была плотность этой неизвестной жидкости? Можно ли предположить, что это за жидкость? Плотность подсолнечного масла считать равной 923
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈731
в виде формулы:731.08910891089

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 подсолнечное масло, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pсправа = ρподсолнечного_масла‎×g×hподсолнечного_масла_справа. В левой же части сосуда находятся сразу две жидкости: подсолнечное масло и искомая неизвестная жидкость, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pнеизв + pподсолнечного_масла_слева. При этом pнеизв = ρнеизв×g×hнеизв, а pподсолнечного_масла_слева = ρподсолнечного_масла×g×hподсолнечного_масла_слева Таким образом можно составить уравнение:
ρподсолнечного_масла‎×g×hподсолнечного_масла_справа = ρнеизв×g×hнеизв + ρподсолнечного_масла×g×hподсолнечного_масла_слева
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρподсолнечного_масла‎×hподсолнечного_масла_справа = ρнеизв×hнеизв + ρподсолнечного_масла×hподсолнечного_масла_слева
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 подсолнечного масла в той же части сосуда. Её можно подсчитать: hнеизв = 58,3 см - 28 см = 30,3 см. Переводим все значения в систему СИ и подставляем в уравнение:
923×0,52 = ρнеизв×0,303 + 923×0,28
Таким образом, единственная неизвестная величина ρнеизв может быть найдена. Решив данное уравнение найдём ответ: ρнеизв ≈ 731
кг
м3
. По таблице плотностей можно увидеть, что жидкостью с такой плотностью может являться бензин.


Похожие задачи: 8318, 19, 2444, 1062, 6768.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №8318:
Не оценено.
Задача №1062:
Не оценено.
Задача №8075:
(Решение с недочётами, ответ верный) Комментарий к решению: Ученик записал условие равновесия: pл = pп, но не раскрыл, что pмл = pмп + pпх, хотя именно это использовал чуть ниже. Не указал основную формулу давления жидкости на дно сосуда p = ρgh. Далее указал неверное ρлghл = ρпghп (какая плотность у правой части сосуда?).

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.