Номер 2, страница 59, часть 2 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 6. Давление жидкостей и газов. Параграф 53. Измерение давления - номер 2, страница 59.

Условие.

2. Сравните давление газа в сосуде (рис. 51) с атмосферным. Определите, на сколько отличаются эти давления, если разность уровней ртути в манометре равна 10 мм.

Рис. 51

Будет ли изменяться разность уровней ртути при изменении атмосферного давления (да, нет)? Подчеркните правильный ответ.

Решение.

Сравните давление газа в сосуде (рис. 51) с атмосферным. Определите, на сколько отличаются эти давления, если разность уровней ртути в манометре равна 10 мм.

На рисунке видно, что уровень ртути в левом колене манометра, которое соединено с сосудом, ниже, чем уровень в правом колене, которое открыто в атмосферу. Это означает, что давление газа в сосуде ($p_{газа}$) больше атмосферного давления ($p_{атм}$).

Разность давлений газа и атмосферного воздуха уравновешивается давлением столба ртути высотой $\text{h}$. Эту разность давлений ($\Delta p$) можно рассчитать по формуле гидростатического давления:

$\Delta p = \rho_{рт} \cdot g \cdot h$

Дано:

Разность уровней ртути, $h = 10 \text{ мм}$
Плотность ртути (справочное значение), $\rho_{рт} = 13600 \text{ кг/м}^3$
Ускорение свободного падения, $g \approx 9.8 \text{ Н/кг}$

$h = 10 \text{ мм} = 0.01 \text{ м}$

Найти:

Разность давлений $\Delta p - ?$

Решение:

Подставим значения в формулу для вычисления разности давлений:

$\Delta p = 13600 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 9.8 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} \cdot 0.01 \text{ м} = 1332.8 \text{ Па}$

Округлив, получаем, что разность давлений составляет приблизительно 1333 Па.

Ответ: Давление газа в сосуде больше атмосферного на 1332.8 Па (≈ 1333 Па).

Будет ли изменяться разность уровней ртути при изменении атмосферного давления (да, нет)?

Давление газа в герметично закрытом сосуде при постоянной температуре и объеме остается неизменным. Манометр показывает разность между давлением газа в сосуде и атмосферным давлением: $\Delta p = p_{газа} - p_{атм}$. Эта разность давлений и определяет разность уровней ртути $\text{h}$. Если атмосферное давление ($p_{атм}$) изменится, то и разность ($p_{газа} - p_{атм}$) тоже изменится. Следовательно, изменится и высота столба ртути $\text{h}$, уравновешивающая эту разность.

Ответ: да.