Пусть V, р и Т0(273 К) начальные: объем, давление и температура воздуха в каждом сосуде.А после нагревания одного на ∆Т(2 К) и такого же охлаждения другого, состояния газов станут соответственно: V1, р1, Т1 и V2, р2, Т2 . По уравнению состояния (Клапейрона-Менделеева) для газов в обоих сосудах: V1*p1/T1=V*p/T0;V2*p2/T2=V*p/T0 Тогда V1*p1/T1=V2*p2/T2 Капля ртути будет перемещаться до тех пор, пока давление р1 не станет равным давлению р2, тогда имеем: V1/T1=V2/T2 Но V1 = V + S∙x, V2 = V – S∙x (V +S∙х)*(T0 – ∆T) = (V – S∙х) *(Т0 + ∆T), х — смещение капли ртути, S (200 кв.мм=2кв.см)— площадь сечения трубки, тогда изменение объёма за счёт перемещения капли: ∆V = S∙x. Тогда х равно x = V∙∆T/(S∙T0)=200*2/(2*273)=0.73 см=7.3 мм.
V1*p1/T1=V*p/T0;V2*p2/T2=V*p/T0
Тогда V1*p1/T1=V2*p2/T2
Капля ртути будет перемещаться до тех пор, пока давление р1 не станет равным давлению р2, тогда имеем:
V1/T1=V2/T2
Но
V1 = V + S∙x, V2 = V – S∙x
(V +S∙х)*(T0 – ∆T) = (V – S∙х) *(Т0 + ∆T),
х — смещение капли ртути, S (200 кв.мм=2кв.см)— площадь сечения трубки,
тогда изменение объёма за счёт перемещения капли:
∆V = S∙x.
Тогда х равно
x = V∙∆T/(S∙T0)=200*2/(2*273)=0.73 см=7.3 мм.
В воздухе динамометр покажет вес P = mg = 1*9,8 = 9,8 (H)
При погружении в жидкость вес гири уменьшается на величину выталкивающей силы, равной весу жидкости в объеме гири.
В воде на гирю будет действовать выталкивающая сила:
F₁ = ρ₁gV = 1000*9,8*130*10⁻⁶ = 1,274 (H)
Динамометр при погружении гири в воду покажет:
P₁ = P - F₁ = 9,8 - 1,274 = 8,526 (H)
В бензине на гирю будет действовать выталкивающая сила:
F₂ = ρ₂gV = 750*9,8*130*10⁻⁶ = 0,956 (Н)
Динамометр при погружении гири в бензин покажет:
P₂= P - F₂ = 9,8 - 0,956 = 8,844 (H)
ответ: 8,526 Н; 8,844 Н