Номер 22, страница 34, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава IV. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Плавание тел. Параграф 19. Атмосферное давление - номер 22, страница 34.

Условие.

22. Чему равно (в миллиметрах ртутного столба) давление газа в каждом из сосудов A, B, C (рис. 19.8), если в жидкостном манометре содержится ртуть, а давление окружающего воздуха равно нормальному атмосферному давлению?

Рис. 19.8

Решение.

Дано:

Давление окружающего воздуха - нормальное атмосферное давление, $p_{атм} = 760$ мм рт. ст.

Жидкость в манометре - ртуть.

Найти:

$p_A, p_B, p_C$ - давление газа в сосудах A, B, C в мм рт. ст.

Решение:

Давление газа в сосуде, измеряемое U-образным ртутным манометром, определяется путем сравнения с атмосферным давлением. Давление газа равно атмосферному давлению плюс или минус давление, создаваемое столбом ртути, равным разности уровней ($\Delta h$) в двух коленах манометра.

1. Если уровень ртути в колене, соединенном с сосудом, выше, чем в открытом колене, то давление газа меньше атмосферного: $p_{газа} = p_{атм} - \Delta h$.

2. Если уровень ртути в колене, соединенном с сосудом, ниже, чем в открытом колене, то давление газа больше атмосферного: $p_{газа} = p_{атм} + \Delta h$.

Разность уровней $\Delta h$ необходимо выразить в миллиметрах, чтобы получить давление в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Учитывая, что 1 см = 10 мм.

A

В манометре, соединенном с сосудом A, уровень ртути в левом колене (соединенном с сосудом) $h_1 = 40$ см, а в правом (открытом для атмосферы) $h_2 = 20$ см.

Так как $h_1 > h_2$, давление газа в сосуде A меньше атмосферного.

Найдем разность уровней:

$\Delta h_A = h_1 - h_2 = 40 \text{ см} - 20 \text{ см} = 20 \text{ см}$

Переведем разность уровней в миллиметры:

$\Delta h_A = 20 \text{ см} = 200 \text{ мм}$

Рассчитаем давление в сосуде A:

$p_A = p_{атм} - \Delta h_A = 760 \text{ мм рт. ст.} - 200 \text{ мм рт. ст.} = 560 \text{ мм рт. ст.}$

Ответ: давление в сосуде A равно $560$ мм рт. ст.

B

В манометре, соединенном с сосудом B, уровень ртути в левом колене $h_1 = 80$ см, а в правом $h_2 = 20$ см.

Так как $h_1 > h_2$, давление газа в сосуде B меньше атмосферного.

Найдем разность уровней:

$\Delta h_B = h_1 - h_2 = 80 \text{ см} - 20 \text{ см} = 60 \text{ см}$

Переведем разность уровней в миллиметры:

$\Delta h_B = 60 \text{ см} = 600 \text{ мм}$

Рассчитаем давление в сосуде B:

$p_B = p_{атм} - \Delta h_B = 760 \text{ мм рт. ст.} - 600 \text{ мм рт. ст.} = 160 \text{ мм рт. ст.}$

Ответ: давление в сосуде B равно $160$ мм рт. ст.

C

В манометре, соединенном с сосудом C, уровень ртути в левом колене $h_1 = 20$ см, а в правом $h_2 = 60$ см.

Так как $h_1 < h_2$, давление газа в сосуде C больше атмосферного.

Найдем разность уровней:

$\Delta h_C = h_2 - h_1 = 60 \text{ см} - 20 \text{ см} = 40 \text{ см}$

Переведем разность уровней в миллиметры:

$\Delta h_C = 40 \text{ см} = 400 \text{ мм}$

Рассчитаем давление в сосуде C:

$p_C = p_{атм} + \Delta h_C = 760 \text{ мм рт. ст.} + 400 \text{ мм рт. ст.} = 1160 \text{ мм рт. ст.}$

Ответ: давление в сосуде C равно $1160$ мм рт. ст.