Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 911

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили ртуть, и дождались, когда она придёт в равновесие. После этого в левую часть сосуда залили глицерин, и через некоторое время уровень ртути в этой части сосуда стал равен 41 см, а уровень ртути в правой части сосуда поднялся до 54 см. Каким оказался при этом уровень глицерина в левой части сосуда? Примечание: в задаче спрашивается не высота столба жидкости глицерина, а на какой отметке, отсчитывая от дна сосуда, находится его уровень. Плотность ртути считать равной 13600
кг
м3
, плотность глицерина считать равной 1260
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈1,813
в виде формулы:1.8131746031746

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 ртуть, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pсправа = ρртути‎×g×hртути_справа. В левой же части сосуда находятся сразу две жидкости: ртуть и глицерин, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pглицерина + pртути_слева. При этом pглицерина = ρглицерина×g×hглицерина, а pртути_слева = ρртути×g×hртути_слева Таким образом можно составить уравнение:
ρртути‎×g×hртути_справа = ρглицерина×g×hглицерина + ρртути×g×hртути_слева
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρртути‎×hртути_справа = ρглицерина×hглицерина + ρртути×hртути_слева
Обозначим за x высоту столба жидкости глицерина в левой части сосуда. Переводим все величины в систему СИ и подставляем в уравнение:
13600×0,54 = 1260×x + 13600×0,41
Таким образом, единственная неизвестная величина x может быть найдена. Решим уравнение и найдём x ≈ 1,403 м. Осталось добавить высоту ртути слева и это будет являться ответом: 1,403 м + 0,41 м ≈ 1,813 м


Похожие задачи: 903, 7977, 24, 8514, 7933.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №8514:
Не оценено.
Задача №903:
Не оценено.
Задача №2442:
Не оценено.

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.