Трубку, радиусом 2мм, открытую с двух сторон, длина которой L=20см, на 3 четверти опустили в ртуть.
Затем верхний конец трубки закрыли пальцем и вытащили из ртути.
Вопрос: какая масса ртути осталась в трубке?
Домашние задания: Физика
Помогите решить задачу по физике пожалуйста!
Трубку, радиусом r = 2 мм = 0.002 м, открытую с двух сторон, длина которой L = 20 см = 0.2 м, на 3 четверти опустили в ртуть (l = 3L/4).
Затем верхний конец трубки закрыли пальцем и вытащили из ртути.
Вопрос: какая масса ртути m осталась в трубке?
РЕШЕНИЕ:
Отвлечемся от поверхностного натяжения и смачиваемость.
Тогда (переведём все в СИ):
1. Плотность ртути: ρ = 13.6*10³ кг/м³.
2. Атмосферное давление: р° = 101 325 Па.
3. Длина верхней, незаполненной ртутью части трубки: l° = L/4 = 5 см = 0.05 м.
4. Когда трубку вытащили из ртути, в ней осталось по высоте Х м ртути (остальное из 0.15 м вылилось).
5. Значит, сверху — (L – X) м разрежённого воздуха.
6. По Бойлю-Мариотту (pV = const) давление р там стало: р*(L – X) = p°*l° ==> p = p°*l°/((L – X).
7. Это давление вместе с весом давлением оставшейся в трубке ртути (ρgX) должно быть равно давлению р° снизу, создаваемому атмосферой: р° = р + ρgX или:
8. р° = p°*l°/((L – X) + ρgX ==> 101325 = 101325*0.05/(0.20 – Х) + 13.6*10^3*9.8*Х.
9. Это – квадратное уравнение для Х. Его корни: Х1 = 0,138 м; Х2 = 0,821 м.
10.Поскольку Х2 выпадает из условий задачи, оставляем: Х = 0,138 м.
11.Масса ртути, оставшейся в трубке: m = ρ*S*X, где S = пr² – площадь ее сечения.
12.m = 13.6*10^3*3.14*0.002^2*0.138 = 0.0236 кг = 23,6 г.
Затем верхний конец трубки закрыли пальцем и вытащили из ртути.
Вопрос: какая масса ртути m осталась в трубке?
РЕШЕНИЕ:
Отвлечемся от поверхностного натяжения и смачиваемость.
Тогда (переведём все в СИ):
1. Плотность ртути: ρ = 13.6*10³ кг/м³.
2. Атмосферное давление: р° = 101 325 Па.
3. Длина верхней, незаполненной ртутью части трубки: l° = L/4 = 5 см = 0.05 м.
4. Когда трубку вытащили из ртути, в ней осталось по высоте Х м ртути (остальное из 0.15 м вылилось).
5. Значит, сверху — (L – X) м разрежённого воздуха.
6. По Бойлю-Мариотту (pV = const) давление р там стало: р*(L – X) = p°*l° ==> p = p°*l°/((L – X).
7. Это давление вместе с весом давлением оставшейся в трубке ртути (ρgX) должно быть равно давлению р° снизу, создаваемому атмосферой: р° = р + ρgX или:
8. р° = p°*l°/((L – X) + ρgX ==> 101325 = 101325*0.05/(0.20 – Х) + 13.6*10^3*9.8*Х.
9. Это – квадратное уравнение для Х. Его корни: Х1 = 0,138 м; Х2 = 0,821 м.
10.Поскольку Х2 выпадает из условий задачи, оставляем: Х = 0,138 м.
11.Масса ртути, оставшейся в трубке: m = ρ*S*X, где S = пr² – площадь ее сечения.
12.m = 13.6*10^3*3.14*0.002^2*0.138 = 0.0236 кг = 23,6 г.
Наталья Ладыгина (Lad)
Спасибо!!
0 мм осталась масса L=1 сонтиметь
Похожие вопросы
- Помогите решить задачу по физике, пожалуйста
- Помогите решить задачу по физике пожалуйста????
- Помогите решить задачу по физике
- Пожалуйста, помогите решить задачу по физике. Тема: "Закон сохранения импульса"
- УМОЛЯЮ ПОМОГИТЕ РЕШИТЬ ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ 7 КЛАСС ?? (с решением и дано пожалуйста :<)
- Помогите решить задачу по физике так что бы было расписаны все формулы и действия, пожалуйста
- Помогите решить задачу по физике
- Помогите решить задачу по физике. РУПД.
- Помогите решить задачу по физике
- Решите задачу по физике пожалуйста