Помогите пожалуйста разобраться. Не получается решить задачу.
Стеклянная цилиндрическая трубка, запаянная с одного конца, погружена вертикально открытым концом в широкий сосуд с ртутью. Уровень ртути в трубке расположен выше уровня ртути в сосуде на Δh=10см. В трубке над ртутью находится воздух, длина столба которого h=50см, при температуре T1=270К. Определите атмосферное давление, если при нагревании воздуха в трубке до температуры T2=375K уровни ртути в трубке и сосуде сравнились.
Задача по Помогите пожалуйста разобраться. Не получается решить задачу. Стеклянная цилиндрическая трубка, запаянная с одного конца, погружена вертикально открытым концом в широкий сосуд с ртутью. Уровень ртути в трубке расположен выше уровня ртути в сосуде на Δh=10см. В трубке над ртутью находится воздух, длина столба которого h=50см, при температуре T1=270К. Определите атмосферное давление, если при нагревании воздуха в трубке до температуры T2=375K уровни ртути в трубке и сосуде сравнились. для школьников студенческий? Узнайте решение и получите советы по предмету Физика. Прочитайте множественные ответы, чтобы разобраться в теме. Ответы уже доступны. Если у вас есть трудности, не стесняйтесь попросить помощи у экспертов. А также вы можете стать экспертом и помогать другим ученикам!
Ответ:
Для вирішення цієї задачі ми можемо скористатися законом Бойля-Маріотта, який говорить нам, що спресований газ за постійної кількості речовин має стала величина. Величина, яку ми шукаємо — це атмосферний тиск (Р).
Для розрахунку атмосферного тиску спочатку розглянемо стан газу в трубці при початковій температурі T1 = 270 K і стан газу в трубці після нагрівання до температури T2 = 375 K.
Закон Бойля-Маріотта:
P1 * V1 / T1 = P2 * V2 / T2
де P1 — тиск початкового стану (атмосферний тиск), V1 — об’єм стовпця газу в трубці при T1, P2 — тиск після нагрівання (також атмосферний тиск), V2 — об’єм стовпця газу в трубці після T2.
При T1 = 270 K, об’єм V1 стовпця газу в трубці:
V1 = h * A1, де h — висота стовпця газу в трубці (50 см або 0.5 м), A1 — площа поперечного перерізу трубки.
При T2 = 375 K, об’єм V2 стовпця газу в трубці:
V2 = h * A2, де h — так само 0.5 м, A2 — площа поперечного перерізу трубки після нагрівання (ми не знаємо її).
Розглядаючи площу поперечного перерізу трубки, ми можемо припустити, що вона залишається постійною, тобто A1 = A2.
Таким чином, ми отримаємо співвідношення:
P1 * h * A = P2 * h * A
Де A — площа поперечного перерізу трубки.
Тепер ми можемо спростити це вираз:
P1 = P2
Отже, атмосферний тиск не змінився при нагріванні газу в трубці. Тобто атмосферний тиск залишається незмінним і дорівнює P1.
Отже, для знаходження атмосферного тиску потрібно визначити тиск в стовпці газу в трубці при початковій температурі T1 (270 K).