Номер 6, страница 53, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 6. Атмосфера и атмосферное давление. Параграф 57. Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли. Вопросы и задания - номер 6, страница 53.

Условие.

6. Что произойдёт, если в трубке Торричелли сделать отверстие в стенке трубки выше уровня ртути; ниже уровня ртути?

Решение.

выше уровня ртути

В пространстве над столбом ртути в трубке Торричелли находится вакуум, называемый торричеллиевой пустотой, где давление близко к нулю. Снаружи на трубку действует атмосферное давление $p_{атм}$. При создании отверстия выше уровня ртути, оно соединит вакуумное пространство с атмосферой. Из-за большой разницы давлений воздух немедленно устремится внутрь трубки. Вследствие этого давление над столбом ртути быстро станет равным атмосферному. Теперь давление на поверхность ртути внутри трубки и на поверхность ртути в широком сосуде будет одинаковым. Разность давлений, которая поддерживала столб ртути, исчезнет, и ртуть под действием силы тяжести опустится, пока её уровень в трубке не сравняется с уровнем в сосуде.

Ответ: Ртуть в трубке опустится до уровня ртути в сосуде.

ниже уровня ртути

Если отверстие сделать в стенке трубки ниже уровня столба ртути (но выше уровня ртути в открытом сосуде), то из-за гидростатического давления столба жидкости над отверстием, ртуть начнет вытекать наружу. По мере вытекания ртути её уровень в трубке будет опускаться. Когда уровень ртути достигнет отверстия, ситуация станет аналогичной предыдущему случаю. Через отверстие в пространство над ртутью войдет воздух, и давление в этой области сравняется с атмосферным. Это приведет к тому, что оставшийся столб ртути, более не поддерживаемый разностью давлений, опустится в сосуд. В конечном итоге уровни ртути в трубке и в сосуде выровняются.

Ответ: Ртуть будет вытекать из отверстия, пока ее уровень не опустится до этого отверстия; затем оставшаяся ртуть в трубке опустится до уровня ртути в сосуде.