Номер 26.16, страница 93 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 26. Насосы. Манометры. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 26.16, страница 93.

26.16 [597] Будет ли изменяться уровень ртути в коленах манометра (см. предыдущую задачу) при изменении атмосферного давления?

Решение

Данный вопрос, скорее всего, относится к открытому U-образному жидкостному (ртутному) манометру, который одним коленом соединен с сосудом, где измеряется давление газа, а другое колено открыто в атмосферу. Такой прибор измеряет избыточное давление, то есть разность между давлением газа в сосуде ($P_{газ}$) и атмосферным давлением ($P_{атм}$).

Давление в сосуде уравновешивается атмосферным давлением и давлением столба ртути высотой $h$, где $h$ — разность уровней ртути в коленах манометра. Условие равновесия можно записать в виде формулы:

$P_{газ} = P_{атм} + \rho g h$

где $\rho$ — плотность ртути, а $g$ — ускорение свободного падения.

Выразим из этой формулы разность уровней $h$:

$h = \frac{P_{газ} - P_{атм}}{\rho g}$

Давление газа в замкнутом сосуде ($P_{газ}$) можно считать постоянным, так как оно не зависит от внешних условий. Плотность ртути $\rho$ и ускорение свободного падения $g$ также являются постоянными величинами.

Из формулы видно, что разность уровней ртути $h$ напрямую зависит от величины атмосферного давления $P_{атм}$. Если атмосферное давление изменяется, то изменяется и разность $(P_{газ} - P_{атм})$. Следовательно, для сохранения равновесия должна измениться и высота столба ртути $h$.

Например, если атмосферное давление $P_{атм}$ увеличится, то разность уровней $h$ уменьшится. Если же $P_{атм}$ уменьшится, то $h$ увеличится. Изменение разности уровней $h$ означает, что уровень ртути в одном колене поднимется, а в другом опустится.

Таким образом, уровень ртути в коленах манометра будет изменяться при изменении атмосферного давления.

Ответ: да, уровень ртути в коленах манометра будет изменяться. Открытый манометр измеряет разность давлений между газом в сосуде и атмосферой. При изменении атмосферного давления эта разность, а следовательно, и высота столба ртути, который ее уравновешивает, также изменяются.