Номер 25.31, страница 89 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 25. Атмосферное давление. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 25.31, страница 89.

25.31 [570] Больше или меньше атмосферного давление газа в колбе на рисунке III-67? Чему равна разница в давлении между газом в сосуде и наружным воздухом, если разность уровней ртути в манометре равна 7 мм?

Рис. III-67

Больше или меньше атмосферного давление газа в колбе на рисунке III-67?

На рисунке изображен жидкостный U-образный манометр, который измеряет давление газа в колбе относительно атмосферного давления. Давление газа из колбы действует на поверхность ртути в левом колене манометра, а атмосферное давление — на поверхность ртути в правом колене, которое открыто.

Поскольку уровень ртути в левом колене, соединенном с колбой, находится ниже, чем в правом, это означает, что газ в колбе оказывает на жидкость большее давление, чем окружающий воздух. Таким образом, давление газа в колбе превышает атмосферное давление.

Ответ: Давление газа в колбе больше атмосферного.

Чему равна разница в давлении между газом в сосуде и наружным воздухом, если разность уровней ртути в манометре равна 7 мм?

Дано:

Разность уровней ртути, $h = 7 \text{ мм}$

Для вычисления давления в Паскалях (СИ) переведем данные и используем справочные значения:

$h = 7 \text{ мм} = 0.007 \text{ м}$
Плотность ртути, $\rho_{рт} \approx 13600 \text{ кг/м}^3$
Ускорение свободного падения, $g \approx 9.8 \text{ м/с}^2$

Найти:

Разницу в давлении, $\Delta P$

Решение:

Разница давлений между газом в сосуде ($P_{газа}$) и наружным воздухом ($P_{атм}$) уравновешивается гидростатическим давлением столба ртути высотой $h$. Эту разницу давлений $\Delta P$ можно найти по формуле гидростатического давления:

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

Подставим числовые значения в систему СИ:

$\Delta P = 13600 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 9.8 \frac{\text{м}}{\text{с}^2} \cdot 0.007 \text{ м} = 932.96 \text{ Па}$

Округлим результат до целого значения: $\Delta P \approx 933 \text{ Па}$.

Также разницу давлений можно выразить во внесистемных единицах — миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). В этом случае она численно равна разности уровней ртути в манометре.

$\Delta P = 7 \text{ мм рт. ст.}$

Ответ: Разница в давлении составляет 7 мм рт. ст., что приблизительно равно 933 Па.