Упр.25.31 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)
- Через отверстие А (рис. 166) насос откачивает воздух. Почему при этом жидкости поднимаются по трубкам? Почему уровень керосина выше уровней воды и ртути? Высота столба керосина — $$90\ \text{см}$$. Чему равны высоты столбов воды и ртути?
При откачивании воздуха через отверстие А давление в трубке уменьшается. Тогда атмосферное давление, действующее на свободные поверхности жидкостей снаружи, становится больше давления внутри трубок и выталкивает жидкости вверх.
Для столбов жидкостей при одинаковом давлении выполняется соотношение
$$p=\rho g h.$$
Значит, чем меньше плотность жидкости, тем выше должен быть её столб. У керосина плотность меньше, чем у воды и ртути, поэтому его уровень выше.
Найдём высоты столбов воды и ртути, если высота столба керосина $$h_k=90\ \text{см}=0{,}90\ \text{м}.$$
Давления равны:
$$\rho_k g h_k=\rho_{\text{в}} g h_{\text{в}}=\rho_{\text{рт}} g h_{\text{рт}}.$$
Тогда
$$h_{\text{в}}=\frac{\rho_k}{\rho_{\text{в}}}h_k,\qquad h_{\text{рт}}=\frac{\rho_k}{\rho_{\text{рт}}}h_k.$$
Берём $$\rho_k=800\ \text{кг/м}^3,$$ $$\rho_{\text{в}}=1000\ \text{кг/м}^3,$$ $$\rho_{\text{рт}}=13600\ \text{кг/м}^3.$$
Тогда
$$h_{\text{в}}=\frac{800}{1000}\cdot 0{,}90=0{,}72\ \text{м}=72\ \text{см},$$
$$h_{\text{рт}}=\frac{800}{13600}\cdot 0{,}90\approx 0{,}053\ \text{м}=5{,}3\ \text{см}.$$
Ответ: жидкости поднимаются из-за разности давлений; уровень керосина выше, так как его плотность меньше. Высота столба воды $$72\ \text{см},$$ ртути $$5{,}3\ \text{см}.$$
