Question

№ 1. В барокамере установлен открытый чашечный ртутный барометр, который показывает нормальное атмосферное давление.Барокамеру герметизируют и в неё начинают нагнетать воздух. При этом наружный манометр показал, что в камере установилось давление, в 2.5 раза превышающее нормальное атмосферное давление. Какой минимальной высоты должна быть трубка в барокамере,чтобы его показания соответствовали показаниям наружного манометра?

Answer 1

4см примерно, но если принебречь, то 5+ 

Answer 2

Для того чтобы показания открытого чашечного ртутного барометра в барокамере соответствовали показаниям наружного манометра, нужно учесть, что давление, измеренное открытым чашечным ртутным барометром, равно сумме атмосферного давления и избыточного давления, которое нагнетается в барокамеру.

Из условия задачи известно, что избыточное давление в барокамере в 2,5 раза превышает нормальное атмосферное давление. Таким образом, избыточное давление составляет 1,5 атмосферного давления.

Для того чтобы показания открытого чашечного ртутного барометра соответствовали показаниям наружного манометра, высота трубки в барокамере должна быть такой, чтобы ртуть в трубке поднялась на величину, соответствующую избыточному давлению.

Таким образом, высота трубки в барокамере должна быть такой, чтобы ртуть поднялась на высоту, соответствующую давлению в 1,5 атмосферного давления. Для нахождения этой высоты можно воспользоваться формулой для вычисления давления в жидкости в зависимости от её плотности, ускорения свободного падения и высоты колонки жидкости:

P = ρgh,

где P - давление, ρ - плотность жидкости, g - ускорение свободного падения, h - высота колонки жидкости.

Таким образом, высота трубки в барокамере должна быть равна высоте, при которой давление воздуха в барокамере будет соответствовать избыточному давлению, то есть 1,5 атмосферного давления.

Из уравнения для давления в жидкости можно выразить высоту колонки жидкости:

h = P / (ρg),

где P = 1,5 атмосферного давления, ρ - плотность ртути, g - ускорение свободного падения.

Подставив известные значения (плотность ртути составляет около 13 600 кг/м³, ускорение свободного падения принимается равным 9,81 м/с²), получим:

h = 1,5 * 101325 Па / (13600 кг/м³ * 9,81 м/с²) ≈ 1,1 м.

Таким образом, минимальная высота трубки в барокамере должна быть около 1,1 метра, чтобы показания открытого чашечного ртутного барометра соответствовали показаниям наружного манометра.