Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 8514

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 спирт, и через некоторое время уровень подсолнечного масла в этой части сосуда стал равен 15 см, а уровень подсолнечного масла в правой части сосуда поднялся до 47 см. Каким оказался при этом уровень спирта в левой части сосуда? Примечание: в задаче спрашивается не высота столба жидкости спирта, а на какой отметке, отсчитывая от дна сосуда, находится его уровень. Плотность подсолнечного масла считать равной 923
кг
м3
, плотность спирта считать равной 790
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈0,524
в виде формулы:0.52387341772152

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 спирт, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pспирта + pподсолнечного_масла_слева. При этом pспирта = ρспирта×g×hспирта, а pподсолнечного_масла_слева = ρподсолнечного_масла×g×hподсолнечного_масла_слева Таким образом можно составить уравнение:
ρподсолнечного_масла‎×g×hподсолнечного_масла_справа = ρспирта×g×hспирта + 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 = ρспирта×hспирта + ρподсолнечного_масла×hподсолнечного_масла_слева
Обозначим за x высоту столба жидкости спирта в левой части сосуда. Переводим все величины в систему СИ и подставляем в уравнение:
923×0,47 = 790×x + 923×0,15
Таким образом, единственная неизвестная величина x может быть найдена. Решим уравнение и найдём x ≈ 0,374 м. Осталось добавить высоту подсолнечного масла слева и это будет являться ответом: 0,374 м + 0,15 м ≈ 0,524 м


Решения этой задачи от наших учеников:
Не оценено.

Похожие задачи: 903, 1063, 7933, 2442, 911.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №2442:
Не оценено.
Задача №24:
Не оценено.
Задача №903:
Не оценено.

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.