Một ống hình chữ U chứa thủy ngân. người ta đổ nước vào 1 nhánh ống đến độ cao 10,9cm so với mực thủy ngân của nhánh kia. Sau đó đổ vào nhánh kia 1 chất lỏng có khối lượng riêng là 800kg/m3. Cho đến lúc mực thủy ngân ở 2 nhánh là ngang nhau. Tính độ cao cột chất lỏng.(vẽ hình)
giúp mình gấp với:(((
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
\(900kg/m^3=9000N/m^3;18cm=0,18m\)
Gọi:
h' là độ cao của cột CHẤT LỎNG ở nhánh bên này (trái).
p' là áp suất...............
d' là trọng lượng riêng........
h'' là độ cao của cột THỦY NGÂN ở nhánh bên kia (phải).
p'' là áp suất..........
d'' là trọng lượng riêng..............
Khi đứng yên áp suất tại mặt phân cách của chất lỏng và thủy ngân sẽ bằng áp suất tại một điểm ngang mặt phân cách nên:
\(p'=p''=d'\cdot h'=d''\cdot h''\)
\(\Rightarrow h''=\dfrac{d'\cdot h'}{d''}\dfrac{900\cdot0,18}{136000}\approx0,012m\)
Vậy khoảng cáchgiữa mực chất lỏng và thủy ngân là: \(0,18-0,012=0,168\left(m\right)\)
Gọi \(h_1 = 12,8cm\) là độ cao cột nước, \(h_2\) là độ cao cột dầu
Do \(d_1 > d_2\) nên mực thủy ngân ở nhánh chứa nước cao hơn nhánh chứa dầu một đoạn là h.
Áp suất trong lòng chất lỏng ở cùng độ cao thì bằng nhau, ta có:
\(P_A = P_B\)
\(d_2.h_2 = d_1.h_1 + d.h\)
\(8000.h_2 = 10000.12,8 + 136000.h \)
\( 8h_2 = 128 + 136h (1)
\)
Mà \(h_2= h_1 + h = 12,8 + h\)
\( h = h_2 - 12,8 (2) \)
Từ (1) và (2) suy ra:
\(8.h_2 = 128 + 136.(h_2 - 12,8) = 128 + 136.h_2 - 1740,8\)
\(\Rightarrow 136h_2 - 38h_2 = 1612,8\)
\(\Rightarrow h_2 = 12,6 (cm)\)
Khi mức thủy ngân ở hai nhánh ống ngang bằng nhau, thì trọng lượng hai cột chất lỏng bằng nhau, do đó: D2 = D1...
Đổ thêm chất lỏng, cột chất lỏng D2 cao thêm được: h = = = 8,5 (cm)....
Như vậy mực thuỷ ngân trong ống chứa chất lỏng D1 đã dâng lên so với mức thủy ngân trong ống chứa chất lỏng D2 là: (8+8,5) – (9+7) = 0,5cm
Trọng lượng của cột thủy ngân 0,5cm này chính bằng trọng lượng của cột chất lỏng D2 đổ thêm vào.
Vậy khối lượng riêng của chất lỏng D2 là: D2 = 13,6. = 0,8 (g/cm3) hay D2 = 800kg/m3
Khối lượng riêng của chất lỏng D1 là: D1 = D2 = kg/m3
Để tìm chiều cao của cột nước, ta sử dụng nguyên lý Pascal về áp suất. Áp suất trong một chất lỏng là như nhau ở mọi điểm.
Áp suất tại đáy ống chữ U do thủy ngân là P_hg = ρ_hg * g * h_hg, trong đó ρ_hg là khối lượng riêng của thủy ngân, g là gia tốc trọng trường và h_hg là chiều cao của cột thủy ngân.
Áp suất tại đáy ống chữ U do nước là P_nước = ρ_nước * g * h_nước, trong đó ρ_nước là khối lượng riêng của nước và h_nước là chiều cao của cột nước.
Vì áp suất trong chất lỏng là như nhau, ta có: P_hg = P_nước.
Từ đó, ta có: ρ_hg * g * h_hg = ρ_nước * g * h_nước.
Với ρ_hg = 1,36 * 10^5 N/m^3, ρ_nước = 10^4 N/m^3 và chênh lệch mực chất lỏng là 22 cm = 0,22 m, ta có:
1,36 * 10^5 * 9,8 * h_hg = 10^4 * 9,8 * h_nước.
Simplifying the equation, we get:
h_hg = (10^4 * 0.22) / 1.36.
Tính toán giá trị, ta có:
h_hg ≈ 161.76 cm.
Vậy chiều cao của cột nước là khoảng 161.76 cm.
Gọi \(h_n\) là mực cao nước; \(h_d\) là mực cao của dầu.
Trọng lượng riêng của thủy ngân là \(d=136000\)N/m3
\(d_n=10000\)N/m3; \(d_d=10D=10\cdot800=8000\)N/m3
Gọi h là độ chênh lệch của hai ống dầu và nước.
Đổ thêm 1 lượng chất lỏng để hai ống bằng nhau.
\(\Rightarrow\)Áp suất tại hai điểm đấy ống sẽ bằng nhau.
\(\Rightarrow P_A=P_B\)
\(\Rightarrow d_d\cdot h_d=d_n\cdot h_n+d\cdot h\)
\(\Rightarrow8000\cdot h_d=10000\cdot10,9\cdot10^{-2}+136000\cdot h\)
\(\Rightarrow8h_d=1090+136h\) (1)
Mà \(h_d=h_n+h=10,9+h\Rightarrow h=h_d-10,9\) (2)
Từ (1) và (2):
\(\Rightarrow8h_d=1090+136\cdot\left(h_d-10,9\right)\cdot10^{-2}\Rightarrow h_d=161,92\)cm