Для начала посчитаем объемы отсеков, заполненных газом до и после переворотов, учитывая объем ртути: L1=0.6 м, L2=0.3 м После переворотов: L1'=0.54 м, L2'=0.36 м Так как площадь сосуда постоянна, а для расчетов будем использовать закон Бойля-Мэриота, то площадь сечения сосуда сократится, запишем систему из двух уравнений Бойля-Мэриота для первого и для второго отсеков: 1)0.3po=0.54p' 2)0.6po=0.36(p'+pgh) если состав трубки пребывает в спокойствии, то давление верхнего отсека равно давлению нижнего, исходя из простого равенства сил, тогда давление в нижнем отсеке равно сумме давлений верхнего отсека и столбика ртути. Разделим уравнения друг на друга и найдем таким образом p': 0.72p'=0.36pgh p'=20 400Па Тогда из первого уравнения несложно получить: po=0.54*20400/0.3=36720Па
При горизонтальном расположении трубки
p1=p0
V1-?
при вертикальном
p2=p0+ro*g*h
V2=10см^3=1e-5м^3
p1V1=p2V2
V1=p2V2/p1 = (p0+ro*g*h)*V2/p0 =V2*(1+ro*g*h/p0) = 1e-5*(1+13600*10*0,1/1e5) м ^3 = 0,00001136 м^3 = 11,36 см^3
замечание – если подставить g=9,81 получим V1= 1e-5*(1+13600*9,81*0,1/1e5) м ^3 = 1,13342E-05 м^3 ~ 11,33 см ^3
отклонение точности в четверном знаке выглядит смешным, так как в задаче используются еще более грубые округления
g ~9,81~10 (погрешность во 2 знаке)
P0=101325 ~ 100000 (погрешность в 3 знаке)
L1=0.6 м, L2=0.3 м
После переворотов:
L1'=0.54 м, L2'=0.36 м
Так как площадь сосуда постоянна, а для расчетов будем использовать закон Бойля-Мэриота, то площадь сечения сосуда сократится, запишем систему из двух уравнений Бойля-Мэриота для первого и для второго отсеков:
1)0.3po=0.54p'
2)0.6po=0.36(p'+pgh)
если состав трубки пребывает в спокойствии, то давление верхнего отсека равно давлению нижнего, исходя из простого равенства сил, тогда давление в нижнем отсеке равно сумме давлений верхнего отсека и столбика ртути. Разделим уравнения друг на друга и найдем таким образом p':
0.72p'=0.36pgh
p'=20 400Па
Тогда из первого уравнения несложно получить:
po=0.54*20400/0.3=36720Па