В закрытой с одного конца гладкой трубки постоянного сечения находится столбик воздуха и ртути (см. рисунок). При горизонтальном расположении трубки длина столбика воздуха, запертого ртутью, равна см, а при вертикальном расположении трубки, если поставить трубку отверстием вверх, то длина столбика воздуха, запертого ртутью равна
см. Какова длина ртутного столбика? Атмосферное давление 750 мм рт. ст. Температуру воздуха в трубке считать постоянной. Ответ дайте в сантиметрах и округлите до целого.
Когда трубка расположена горизонтально объем воздуха равен
где – площадь трубки.
А его давление равно
где – атмосферное давление воздуха (так как столбик ртути находится в равновесии).
При расположении трубки вертикально объем воздуха изменится до
А его давление из условия равновесия столбика ртути
где – плотность ртути.
Так как температура в процессе постоянна, то по закону Бойля– Мариотта
Атмосферное давление равно:
где мм.
Отсюда длина столбика ртути