Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 8476

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили ртуть, и дождались, когда она придёт в равновесие. После этого в правую часть сосуда залили керосин, и через некоторое время уровень ртути в этой части сосуда стал равен 10 см, а уровень ртути в левой части сосуда поднялся до 45 см. Каким оказался при этом уровень керосина в правой части сосуда? Примечание: в задаче спрашивается не высота столба жидкости керосина, а на какой отметке, отсчитывая от дна сосуда, находится его уровень. Плотность ртути считать равной 13600
кг
м3
, плотность керосина считать равной 840
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈5,77
в виде формулы:5.7666666666667

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 ртуть, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pслева = ρртути‎×g×hртути_слева. В правой же части сосуда находятся сразу две жидкости: ртуть и керосин, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pкеросина + pртути_справа. При этом pкеросина = ρкеросина×g×hкеросина, а pртути_справа = ρртути×g×hртути_справа Таким образом можно составить уравнение:
ρртути‎×g×hртути_слева = ρкеросина×g×hкеросина + ρртути×g×hртути_справа
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρртути‎×hртути_слева = ρкеросина×hкеросина + ρртути×hртути_справа
Обозначим за x высоту столба жидкости керосина в правой части сосуда. Переводим все величины в систему СИ и подставляем в уравнение:
13600×0,45 = 840×x + 13600×0,1
Таким образом, единственная неизвестная величина x может быть найдена. Решим уравнение и найдём x ≈ 5,67 м. Осталось добавить высоту ртути справа и это будет являться ответом: 5,67 м + 0,1 м ≈ 5,77 м


Похожие задачи: 903, 2442, 24, 911, 7954.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №24:
Не оценено.
Задача №903:
Не оценено.
Задача №8514:
Не оценено.

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.