Закон Торричелли и определение высоты столбика ртути
Определите высоту столбика ртути h в установке по демонстрации опыта Торричелли на дне шахты глубиной H=777м, с учетом
Определите высоту столбика ртути h в установке по демонстрации опыта Торричелли на дне шахты глубиной H=777м, с учетом того, что в среднем на каждые h0=12 м по вертикали изменение атмосферного давления составляет p=1мм рт.ст., а давление на поверхности шахты равно нормальному атмосферному давлению p0=10^5 Па. Выразите ответ в миллиметрах и округлите до целого значения.
11.12.2023 10:27
Написать свой ответ:
Объяснение:
Опыт Торричелли является классическим экспериментом, где столбик ртути используется для измерения атмосферного давления. В данной задаче, нам нужно определить высоту столбика ртути h в установке, зная значения изменения давления p на каждые h0 метров и давление на поверхности шахты p0.
Мы можем использовать следующий принцип: давление в точке поднятия столбика ртути должно быть равно сумме атмосферного давления и изменения давления, обусловленного высотой столбика ртути. Таким образом, мы можем записать следующее уравнение:
p0 = p * (H - h) + p
Решая это уравнение относительно h, мы получим высоту столбика ртути:
h = H - (p0 - p) / p
В данной формуле, значения H, p0 и p известны. Подставляя значения в формулу и выполняя вычисления, мы можем найти значение h в миллиметрах.
Пример использования:
Дано: H = 777 м, h0 = 12 м, p = 1 мм рт. ст., p0 = 10^5 Па
Мы можем использовать формулу, чтобы решить эту задачу:
h = 777 - (10^5 - 1) / 1 = 778 мм
Совет:
Для лучшего понимания этой темы, стоит ознакомиться с основными понятиями атмосферного давления и опытом Торричелли. Также полезно иметь представление о принципе сохранения энергии и его применении в опыте.
Практика:
Если изменение давления p составляет 0.8 мм рт. ст. на каждые 10 метров высоты, а давление на поверхности шахты равно 10^5 Па, определите высоту столбика ртути H в установке. Выразите ответ в метрах и округлите до двух знаков после запятой.