Номер 2, страница 362 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Лабораторные работы. 8. Экспериментальная проверка закона Бойля — Мариотта - номер 2, страница 362.

Условие.

2. Найдите объём $V_1$ воздуха в запаянной трубке. Для этого необходимо измерить с помощью линейки высоту столба воздуха $h_1$ (см. рис. 278, а) и выразить её в условных единицах, приняв сечение трубки за единицу площади: $V_1 = h_1S$, где $S = 1$ (в условных единицах площади). Тогда $V_1 = h_1$ условных единиц объёма. Давление воздуха в трубке равно атмосферному давлению: $p_1 = p_{\text{атм}}$. Результаты вычислений запишите в таблицу.

Рис. 278

Решение.

2. Дано:
Площадь сечения трубки: $S = 1$ усл. ед. площади
Давление воздуха в начальном состоянии: $p_1 = p_{атм}$

Найти:
$V_1$ - ?

Решение:
Задача предполагает измерение высоты столба воздуха $h_1$ в запаянной трубке (рис. 278, а) с помощью линейки. Так как мы работаем с изображением, а не с реальной установкой, мы должны сделать допущение о результатах измерения. Предположим, что измерение линейкой дало результат $h_1 = 18$ см.
По условию, необходимо выразить высоту в условных единицах. Примем, что 1 см соответствует 1 условной единице длины, тогда $h_1 = 18$ усл. ед. длины.
Объем воздуха $V_1$ в запаянной трубке находится по формуле объема цилиндра: $V_1 = h_1 \cdot S$,
где $\text{S}$ - площадь поперечного сечения трубки.
Подставляем известные значения в формулу, учитывая, что по условию площадь сечения $\text{S}$ принята за 1 условную единицу площади:
$V_1 = 18 \cdot 1 = 18$ (усл. ед. объёма).
Давление воздуха $p_1$ в трубке равно атмосферному давлению $p_{атм}$, что подтверждается одинаковым уровнем жидкости в обоих коленах U-образной трубки на рисунке 278, а.

Ответ: объем воздуха в запаянной трубке $V_1 = 18$ условных единиц объёма.