Задание 24 ЕГЭ по физике · 0F5292
Воздушный столбик и ртуть
В запаянной с одного конца стеклянной трубке, расположенной горизонтально, находится столбик воздуха длиной l1 =30,7 см, запертый столбиком ртути (рисунок 1). Если трубку закрепить вертикально отверстием вниз, то длина воздушного столбика над ртутью будет равна l2 =43,2 см (рисунок 2). Какова длина l ртутного столбика? Атмосферное давление 747 мм рт. ст. Температуру воздуха в трубке считать постоянной.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
При постоянной температуре для воздуха выполняется закон Бойля—Мариотта. Поскольку площадь поперечного сечения трубки постоянна, объёмы воздуха пропорциональны длинам воздушных столбиков.
p1l1=p2l2
В горизонтальном положении давление воздуха равно атмосферному давлению:
p1=pатм=747 ммрт.ст.
После установки трубки вертикально отверстием вниз давление воздуха уменьшается на давление столбика ртути. Если длина ртутного столбика выражена в миллиметрах, то:
p2=pатм−l
Подставим выражения для давлений в закон Бойля—Мариотта:
pатмl1=(pатм−l)l2
Выразим длину ртутного столбика:
l=pатм1−l1l2
Вычислим длину столбика ртути:
l=7471−30,743,2 мм≈216 мм=21,6 см
p1l1=p2l2
В горизонтальном положении давление воздуха равно атмосферному давлению:
p1=pатм=747 ммрт.ст.
После установки трубки вертикально отверстием вниз давление воздуха уменьшается на давление столбика ртути. Если длина ртутного столбика выражена в миллиметрах, то:
p2=pатм−l
Подставим выражения для давлений в закон Бойля—Мариотта:
pатмl1=(pатм−l)l2
Выразим длину ртутного столбика:
l=pатм1−l1l2
Вычислим длину столбика ртути:
l=7471−30,743,2 мм≈216 мм=21,6 см
Пример ответа
Длина ртутного столбика составляет примерно 21,6 см.
Источник: Открытый банк ФИПИ 0F5292
Похожие задания
24Три одинаковых сосуда, содержащих разреженный газ, соединены друг с другом трубками малого диаметра: первый…Изменение количества газа · 003B5124Закрытый сверху вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный воздухом, разделён тяжёлым поршнем, способным…Количество удалённого воздуха · 05A6DD24В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделённый от атмосферы столбиком ртути длиной l…Тепловой баланс и тепловое равновесие · 060CB224Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. В первом сосуде находится ν1 =2…Равновесие двух газов · 075E8424Закрытый вертикальный цилиндрический сосуд, заполненный идеальным газом, разделён на две части тяжёлым…Газ под поршнем: механическое равновесие · 0EEB9424В теплоизолированный сосуд, в котором находится 1 кг льда при температуре – 20 °С, налили 0,2 кг воды при…Равновесие льда и воды · 104DB0
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.