Задание 24 ЕГЭ по физике · B3F130
Давление воздуха под столбиком ртути
В запаянной с одного конца длинной горизонтальной стеклянной трубке постоянного сечения (см. рисунок) находится столбик воздуха длиной l1 = 30,7 см, запертый столбиком ртути. Если трубку поставить вертикально отверстием вверх, то длина воздушного столбика под ртутью будет равна l2 = 23,8 см. Какова длина ртутного столбика? Атмосферное давление 747 мм рт. ст. Температуру воздуха в трубке считать постоянной.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
В горизонтальном положении давление воздуха равно атмосферному давлению, поскольку перепадом давления на горизонтальном столбике ртути пренебрегаем:
p1=pатм=747 ммрт.ст.
После установки трубки вертикально отверстием вверх воздух находится под столбиком ртути. Поэтому его давление увеличивается на гидростатическое давление столбика ртути:
p2=pатм+h
Температура воздуха постоянна, поэтому процесс является изотермическим. При постоянном сечении трубки объём воздуха пропорционален длине воздушного столбика:
p1l1=p2l2
Подставим значения и найдём длину столбика ртути в миллиметрах:
747⋅30,7=(747+h)⋅23,8
Отсюда:
h=74730,723,8−1≈216,6 мм=21,7 см
p1=pатм=747 ммрт.ст.
После установки трубки вертикально отверстием вверх воздух находится под столбиком ртути. Поэтому его давление увеличивается на гидростатическое давление столбика ртути:
p2=pатм+h
Температура воздуха постоянна, поэтому процесс является изотермическим. При постоянном сечении трубки объём воздуха пропорционален длине воздушного столбика:
p1l1=p2l2
Подставим значения и найдём длину столбика ртути в миллиметрах:
747⋅30,7=(747+h)⋅23,8
Отсюда:
h=74730,723,8−1≈216,6 мм=21,7 см
Пример ответа
Длина ртутного столбика составляет примерно 21,7 см.
Источник: Открытый банк ФИПИ B3F130
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 запаянной с одного конца стеклянной трубке, расположенной горизонтально, находится столбик воздуха длиной…Воздушный столбик и ртуть · 0F5292
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.