В U–образной трубке постоянного сечения находится ртуть (ρ=13,6·103 кг/м 3 ). Какова разность высот уровней ртути в коленах трубки, если в одно их них налили воду так, что она образовала столб высотой 136 мм?
от

1 Ответ

дано:  
плотность ртути ρ_рт = 13,6·10³ кг/м³  
плотность воды ρ_вода = 1000 кг/м³  
высота столба воды h_вода = 136 мм = 0,136 м  
ускорение свободного падения g = 9,81 м/с²  

найти:  
разность высот уровней ртути в коленах трубки Δh.

решение:  
1. В U-образной трубке столб воды оказывает давление на ртуть в одном из колен трубки, вызывая подъём ртути в другом колене. Разность высот уровней ртути определяется разностью давлений, которые создаются столбами воды и ртути.

2. Давление на границе между водой и ртутью в первом колене будет равно:

P_вода = ρ_вода * g * h_вода.

3. Давление, создаваемое столбом ртути во втором колене, равно:

P_рт = ρ_рт * g * Δh.

4. В равновесии давления на обеих сторонах трубки должны быть равны:

ρ_вода * g * h_вода = ρ_рт * g * Δh.

5. Упростим уравнение, сократив на g:

ρ_вода * h_вода = ρ_рт * Δh.

6. Подставим известные значения:

1000 * 0,136 = 13,6·10³ * Δh.

7. Решим для Δh:

Δh = (1000 * 0,136) / (13,6·10³) = 0,136 / 13,6 = 0,01 м = 1 см.

ответ:  
Разность высот уровней ртути в коленах трубки составляет 1 см.
от