Учёт гидростатического давления (окончание)

Воздух в трубке с ртутным столбиком

В стеклянной трубке, запаянной с одного конца, находится воздух. Этот воздух отделён от атмосферного воздуха столбиком ртути длиной l_рт (рис. 46.3).

Рис. 46.3

Рассмотрим, как зависит длина заполненной воздухом части трубки от положения трубки и температуры воздуха в ней. Будем считать, что длина трубки достаточно велика для того, чтобы ртуть не выливалась из трубки при любом её положении.

Обозначим атмосферное давление р_а, плотность ртути ρ_рт, а длину заполненной воздухом части трубки, когда она расположена горизонтально, обозначим l₀.

Примем сначала, что температура воздуха в трубке постоянна.

13. Запишите уравнение, которое связывает величины l_рт, l₀ и длину l заполненной воздухом части трубки, когда она расположена:

а) вертикально открытым концом вверх;

б) вертикально открытым концом вниз.

14. В начальный момент трубка расположена открытым концом вниз. Когда её перевернули открытым концом вверх, длина заполненной воздухом части трубки уменьшилась на 10 %. Чему равна длина столбика ртути, если атмосферное давление равно 760 мм рт. ст.?

Рассмотрим теперь случай, когда температура воздуха в трубке изменяется.

15. В начальный момент трубка с воздухом и столбиком ртути расположена горизонтально. Когда её опустили в кипяток открытым концом вверх, длина заполненной воздухом части трубки увеличилась на 20 %. Чему равна начальная температура воздуха в трубке, если длина столбика ртути равна 5 см? Атмосферное давление равно 760 мм рт. ст.

Подсказка. Воспользуйтесь уравнением состояния идеального газа.

<<< К началу