Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4641
2017-10-29 
В барометрической трубке, опущенной нижним концом в воду, находится 15,5 $см^{3}$ водорода, смешанного с водяным паром. Вода в трубке поднялась на высоту, равную 20 см над поверхностью воды в сосуде. Атмосферное давление нормальное, температура $18^{ \circ} С$. Сколько килограммов водорода находится в трубке?
Решение:
Давление газа и насыщенного водяного пара в замкнутой части трубки составляет
$p = h_{0} - h = p_{1} + p_{2}$,
где $p_{1}$ — давление водорода; $p_{2}$ — давление насыщенного пара, $h_{0}$ — нормальное атмосферное давление. Из этого уравнения вытекает, что
$p_{1} = h_{0} - h - p_{2}$.
Плотность водорода при $18^{ \circ} С$ и давлении $p_{1}$ находим по уравнению
$\rho = \rho_{0} \frac{p_{1}}{h_{0}(1 + \beta t)}$,
где $\rho$ — плотность водорода, находящегося в трубке; $\rho_{0}$ — плотность водорода при нормальных условиях; $\beta$ — коэффициент объемного расширения водорода.
Масса водорода, находящегося в трубке, равна
$m = \rho V = \rho_{0} \frac{p_{1}}{h_{0} (1 + \beta t)} V$.
Если вместо $p_{1}$ подставить его значение, то
$m = \rho_{0} \frac{h_{0} - h - p_{2}}{h_{0}(1 + \beta t)} V$.
Плотность $\rho_{0}$ составляет $0,089 кг/м^{3}, p_{2} = 206,6 н/м^{2}; \beta = 0,0034 град^{-1}$.
После подстановки данных получим
$m = 12,46 \cdot 10^{-7} кг$.
В барометрической трубке, опущенной нижним концом в воду, находится 15,5 $см^{3}$ водорода, смешанного с водяным паром. Вода в трубке поднялась на высоту, равную 20 см над поверхностью воды в сосуде. Атмосферное давление нормальное, температура $18^{ \circ} С$. Сколько килограммов водорода находится в трубке?
Решение:
Давление газа и насыщенного водяного пара в замкнутой части трубки составляет
$p = h_{0} - h = p_{1} + p_{2}$,
где $p_{1}$ — давление водорода; $p_{2}$ — давление насыщенного пара, $h_{0}$ — нормальное атмосферное давление. Из этого уравнения вытекает, что
$p_{1} = h_{0} - h - p_{2}$.
Плотность водорода при $18^{ \circ} С$ и давлении $p_{1}$ находим по уравнению
$\rho = \rho_{0} \frac{p_{1}}{h_{0}(1 + \beta t)}$,
где $\rho$ — плотность водорода, находящегося в трубке; $\rho_{0}$ — плотность водорода при нормальных условиях; $\beta$ — коэффициент объемного расширения водорода.
Масса водорода, находящегося в трубке, равна
$m = \rho V = \rho_{0} \frac{p_{1}}{h_{0} (1 + \beta t)} V$.
Если вместо $p_{1}$ подставить его значение, то
$m = \rho_{0} \frac{h_{0} - h - p_{2}}{h_{0}(1 + \beta t)} V$.
Плотность $\rho_{0}$ составляет $0,089 кг/м^{3}, p_{2} = 206,6 н/м^{2}; \beta = 0,0034 град^{-1}$.
После подстановки данных получим
$m = 12,46 \cdot 10^{-7} кг$.
