2017-10-29
Барометрическая трубка, наполненная ртутью, опущена в чашку со ртутью. В момент наполнения в трубку попало немного воздуха. При вертикальном положении трубки высота столбика ртути в ней равна $h_{1}$. Затем трубку наклонили таким образом, что высота столбика ртути стала $h_{2}$, при этом произошло сжатие воздуха в $n$ раз. Определить величину атмосферного давления.
Решение:
Когда барометрическая трубка занимала вертикальное положение, атмосферное давление уравновешивалось весом столбика ртути $h_{1}$ и давлением воздуха над ртутью в трубке $p_{1}$:
$p = h_{1} + p_{1}$.
Когда трубку наклоняли, атмосферное давление уравновешивалось высотой столбика ртути $h_{2}$ и давлением $p_{2}$, которое равно $np_{1}$, так как воздух над трубкой сжался в $n$ раз.
Тогда
$p = h_{2} + np_{1}$,
откуда
$h_{1} + p_{1} = h_{2} + np_{1}$
или
$p_{1} = \frac{h_{1} - h_{2}}{n- 1}$.
Подставляя данное значение в формулу $p = h_{1} + p_{1}$, найдем
$p = \frac{nh_{1} - h_{2}}{n - 1}$.
Эту задачу можно решить на основе закона Бойля — Мариотта.