2014-06-01
В сосуде с водой, поверх которой налит слой более легкого масла, плавает кусок льда.
Как изменится уровень границы раздела воды и масла, если лед растает? Как при этом изменится общий уровень жидкости в сосуде?
Решение:
Известно, что при таянии льда, плавающего в сосуде с водой, уровень воды не меняется. В нашем случае будем считать уровень воды в начальный момент (отсчитываемый от дна сосуда) равным $h_{0}$, уровень поверхности масла $h$ (рис.). Если бы в сосуде находилась только вода, то ее уровень $h_{1}$ при условии неизменного положения куска льда относительно сосуда подчинялся бы условиям
$h_{0} < h_{1} < h$.
При таянии вода, образующаяся из льда, имеет объем, равный объему заштрихованной области на рисунке. Поскольку часть этого объема выходит за пределы поверхности воды ($h_{1}>h_{0}$), то при таянии льда уровень воды повышается. С другой стороны, поскольку $h_{1} < h$, масло заполняет образующуюся "лунку", т. е. общий уровень жидкости в сосуде понижается.