Какое давление газа в горизонтальной закрытой трубке с сечением 0,4 см2, которая разделена столбиком ртути массой 10 г на два объема по 50 см3, если при повороте трубки в вертикальное положение нижний объем становится 40 см3 и температура газа остается постоянной?

Физика 8 класс Законы газов давление газа горизонтальная закрытая трубка сечение трубки столбик ртути Объём газа температура газа физика 8 класс задачи по физике Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Бойля-Мариотта, который гласит, что при постоянной температуре произведение давления газа и его объема остается постоянным. То есть:

P1 * V1 = P2 * V2

Где:

• P1 - начальное давление газа
• V1 - начальный объем газа
• P2 - конечное давление газа
• V2 - конечный объем газа

Давайте обозначим начальные условия:

• Начальный объем газа (V1) = 50 см³
• Конечный объем газа (V2) = 40 см³

Теперь нам нужно определить начальное давление P1. Для этого мы можем использовать информацию о столбике ртути. Давление ртути можно рассчитать по формуле:

P = h * ρ * g

Где:

• h - высота столбика ртути (в метрах)
• ρ - плотность ртути (примерно 13,6 г/см³)
• g - ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с²)

Сначала найдем высоту столбика ртути. Мы знаем, что масса ртути составляет 10 г, и можем рассчитать объем ртути (V_ртуть) по формуле:

V_ртуть = m / ρ

Где:

• m - масса ртути (10 г)
• ρ - плотность ртути (13,6 г/см³)

Теперь подставим значения:

V_ртуть = 10 г / 13,6 г/см³ = 0,735 см³

Теперь мы можем найти высоту столбика ртути, зная его объем и сечение трубки:

h = V_ртуть / S

Где:

• S - сечение трубки (0,4 см²)

Подставляем значения:

h = 0,735 см³ / 0,4 см² = 1,8375 см

Теперь переведем высоту в метры:

h = 1,8375 см = 0,018375 м

Теперь можем найти давление ртути:

P1 = h * ρ * g

Подставляем значения:

P1 = 0,018375 м * 13600 кг/м³ * 9,81 м/с² ≈ 2465,56 Па

Теперь, зная P1 и V1, мы можем найти P2:

P2 = P1 * (V1 / V2)

Подставляем значения:

P2 = 2465,56 Па * (50 см³ / 40 см³) = 3081,95 Па

Таким образом, давление газа в трубке после поворота составляет примерно 3082 Па.