Открытую стеклянную трубку длиной 1 м наполовину погружают в ртуть. Затем закрывают пальцем и вынимают. При этом в трубке остался столбик ртути высотой 25 см. Как можно определить атмосферное давление в данной ситуации?

Физика 11 класс Атмосферное давление и закон Паскаля атмосферное давление стеклянная трубка ртуть физика 11 класс высота столбика ртути давление в трубке закон Паскаля гидростатическое давление измерение давления физические эксперименты Новый

Для определения атмосферного давления в данной ситуации можно использовать закон Паскаля и принцип сообщающихся сосудов. Давайте разберем шаги решения этой задачи.

1. Понять, что произошло: Когда трубка наполовину погружена в ртуть, на свободный конец трубки (где находится воздух) действует атмосферное давление. Когда вы закрываете трубку пальцем и вынимаете ее, в трубке остается столбик ртути высотой 25 см.
2. Определить давление в трубке: Давление, которое создает столбик ртути, можно рассчитать по формуле:
   • P = ρ * g * h
   где:
   • P - давление столбика ртути,
   • ρ - плотность ртути (примерно 13,6 * 10^3 кг/м³),
   • g - ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с²),
   • h - высота столбика ртути (в данном случае 0,25 м).
3. Подставить значения в формулу:
   • P = 13,6 * 10^3 кг/м³ * 9,81 м/с² * 0,25 м
4. Вычислить давление: После подстановки значений, мы получаем:
   • P ≈ 33 500 Па = 33,5 кПа.
5. Определить атмосферное давление: Атмосферное давление можно найти, добавив давление столбика ртути к давлению, которое создаёт воздух в трубке. В данной ситуации атмосферное давление будет равно давлению, создаваемому столбиком ртути:
   • Pатм = P + Pвоздуха.
   • Так как в трубке находится только ртуть и воздух, давление воздуха не влияет на высоту ртути, следовательно, Pвоздуха в данной ситуации можно считать равным нулю.
6. Записать окончательный ответ: Таким образом, атмосферное давление составляет около 33,5 кПа + 101,3 кПа (стандартное атмосферное давление) = 101,3 кПа.

Таким образом, мы можем определить атмосферное давление, используя высоту столбика ртути и плотность ртути.