Какова величина ∆h, на которую переместится уровень ртути в левом колене U-образной трубки, если левый конец трубки находится на высоте 2,50 см, правый – на 25 см, и оба колена заполняются водой, при этом ртуть из вертикальной части левого колена не вытесняется полностью? Плотности ртути и воды составляют соответственно 13,6 г/см³ и 1 г/см³. Какой ответ нужно привести в миллиметрах, округлив до целых?

Физика 11 класс Температура и давление в жидкостях величина ∆h уровень ртути u-образная трубка плотность ртути плотность воды физика 11 класс гидростатическое давление высота трубки расчет уровня жидкости Новый

Для решения задачи нам нужно определить, на сколько изменится уровень ртути в левом колене U-образной трубки. Начнем с анализа данных и применения принципа гидростатического давления.

Шаг 1: Определим высоты уровней воды

Мы знаем, что левый конец трубки находится на высоте 2,50 см, а правый – на высоте 25 см. Это означает, что уровень воды в правом колене выше уровня воды в левом колене.

Шаг 2: Найдем разницу высот

Разница высот между правым и левым коленом трубки составляет:

• Высота правого колена: 25 см
• Высота левого колена: 2,50 см

Разница высот (H) равна:

H = 25 см - 2,50 см = 22,5 см

Шаг 3: Применим принцип гидростатического давления

Гидростатическое давление в одном колене должно быть равно гидростатическому давлению в другом колене, если учитывать ртуть и воду.

Плотность ртути (ρ_ртут) = 13,6 г/см³, плотность воды (ρ_вода) = 1 г/см³.

Согласно формуле для давления:

P = ρ g h

где P – давление, ρ – плотность, g – ускорение свободного падения (постоянная), h – высота столба жидкости.

Шаг 4: Установим уравнение давления

Давление в левом колене (где находится ртуть) будет равно давлению в правом колене (где находится вода):

ρ_вода g H = ρ_ртут g ∆h

Мы можем сократить g, так как оно одинаково в обеих частях уравнения. Получим:

ρ_вода H = ρ_ртут ∆h

Шаг 5: Подставим известные значения

Подставим плотности и высоту:

1 г/см³ 22,5 см = 13,6 г/см³ ∆h

Шаг 6: Решим уравнение для ∆h

∆h = (1 * 22,5) / 13,6

Теперь посчитаем:

∆h = 22,5 / 13,6 ≈ 1,65588235 см

Шаг 7: Переведем в миллиметры

Чтобы перевести в миллиметры, умножим на 10:

∆h ≈ 1,65588235 * 10 ≈ 16,5588235 мм

Шаг 8: Округлим до целых

Округляя до целых, получаем:

∆h ≈ 17 мм

Ответ: Уровень ртути в левом колене U-образной трубки переместится на 17 мм.