người ta đổ nước và dầu, mỗi thứ vào 1 nhánh của ống hình chữ U đang chứa thuỷ ngân. Mặt phân cách với thuỷ ngân trong 2 nhánh ngang nhau. Biết độ cao của cột dầu là hd = 20cm, hãy tính độ cao hn của cột nước. Cho biết D nước và dầu lần lượt là 1000kg/m3 , 900kg/m3
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Độ chên lệch mức thủy ngân ở 2 nhánh:
h1d1 = h2d2 + hd3
=> \(h=\dfrac{h_1d_1-h_2d_2}{d_3}=\dfrac{1,2.10000-0,6.8000}{136000}=0,05m\)
Trọng lượng riêng của dầu : 900 x 10 = 9000 (N/m3) ;
của nước : 1000 x 10 = 10000 (N/m3).
Độ cao của cột nước là :
hnước = (9000 x 0,25) / 10000 = 0,225 (m) = 22,5 (cm).
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:
\(8.h_2 = 128 + 136.(h_2 - 12,8) = 128 + 136.h_2 - 1740,8\)
\(\Rightarrow 136h_2 - 38h_2 = 1612,8\)
\(\Rightarrow h_2 = 12,6 (cm)\)
Gọi h là độ chênh lệch mức nước thủy ngân ở hai nhánh A và B
Phương trình áp suất tại các điểm ở mức ngang với mặt thủy ngân ở nhánh A (có nước):
\(h_1.d_1=h_2.d_2+h.d_3\rightarrow h=\frac{h_1d_1-h_2d_2}{d_3}\)
Thay số: \(h=\frac{0,6.10000-0,3.8000}{13600}=0,026m\)
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
Bài làm :
a) Ta có :
dHg = 136000 Pa > dH2O = 10000 Pa > ddầu = 8000 Pa =>hHg < hH2O < hdầu
Giải thích : Vì áp suất chất lỏng phụ thuộc vào độ cao và trọng lượng riêng của chất lỏng mà trong bình thông nhau áp suất chất lỏng gây ra ở các nhánh luôn bằng nhau
b) Ta có hình vẽ :
Xét tại các điểm M , N , E trong hình vẽ, ta có :
- PM = h . d1 (1)
- PN = 2,5h . d2 + h’. d3 (2)
- PE = h”. d3 (3) .
Trong đó d1; d2 ; d3 lần lượt là trọng lượng riêng của thủy ngân , dầu và nước. Độ cao h’ và h” như hình vẽ .
+ Ta có :
- PM = PE <=>h"=h.d1/d3 =>h1,3 = h" - h = h.d1/d3 - h
- PM=PN => h1,2 = (2,5h+h') - h = (h.d1-2,5h.d2-h.d3)/d3
=>h2,3 = (2,5h+h')-h"
c) Đọ chênh lệch mực nước là : h"-h'
Gọi h là độ chênh lệch mức thuỷ ngân ở hai nhánh A và B (hình 107).
Phương trình áp suất tại các điểm ở mức ngang với mặt thuỷ ngân ở nhánh A (có nước):
h 1 d 1 = h 2 d 2 + h d 3 ⇒ h = h 1 d 1 − h 2 d 2 d 3 = 0 , 4.10000 − 0 , 2.8000 136000 = 0 , 0176 m
Mặt phân cách với thuỷ ngân trong 2 nhánh ngang nhau.
\(\Rightarrow p_{dầu}=p_{nước}\)
\(\Rightarrow h_d\cdot D_d\cdot g=h_n\cdot D_n\cdot g\)
\(\Rightarrow h_n=\dfrac{h_d\cdot D_d}{D_n}=\dfrac{20\cdot900}{1000}=18cm\)