Cho một ống nghiệm một đầu kín đặt thẳng đứng, miệng ông ở trên ống có tiết diện đều bên trong có một cột khí cao l = 18 cm ngăn cách với bên ngoài bằng cột thủy ngân chiều dài d và có mặt thoáng cách mặt thoáng h =4 cm. Cho áp suất khí quyển là 76 cmHg. Xoay từ từ ống nghiệm 180° quanh một trục nằm ngang và vuông góc với mặt phẳng hình vẽ miệng ống hướng xuống thì thấy Thủy Ngân không bị chảy ra khỏi ống. Giá trị lớn nhất của d bằng bao nhiêu cm.
Quảng cáo
2 câu trả lời 6277
Để xác định giá trị lớn nhất của d, chúng ta xem xét sự cân bằng áp suất thủy tĩnh trong ống khi nó bị đảo ngược. Áp suất khí quyển ở phía trên (khi bị đảo ngược) tác động lên thủy ngân phải cân bằng với áp suất do cột không khí có chiều cao l (18 cm) và cột thủy ngân có chiều cao d tác dụng.
Cho:
Áp suất khí quyển (P_atm) = 76 cmHg
Chiều cao cột không khí (l) = 18 cm
Khoảng cách chiều cao (h) = 4 cm
Điều kiện để thủy ngân không chảy ra ngoài được đưa ra bởi:
P
a
t
m
=
ρ
H
g
⋅
g
⋅
d
+
ρ
a
i
r
⋅
g
⋅
l
P
atm
=ρ
Hg
⋅g⋅d+ρ
không khí
⋅g⋅l
Cân nhắc rằng khối lượng riêng của thủy ngân (
ρ
H
g
ρ
Hg
) lớn hơn đáng kể so với khối lượng riêng của không khí (
ρ
a
i
r
ρ
không khí
), chúng ta chủ yếu tập trung vào chiều cao của thủy ngân trong ống.
Chiều cao tối đa d có thể được suy ra từ:
76
=
d
+
18
+
h
76=d+18+h
76
=
d
+
18
+
4
76=d+18+4
d
=
76
−
22
=
54
cm
d=76−22=54 cm
Do đó, giá trị tối đa của d là 54 cm.
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
153203
-
110953
-
106707
-
71461
