Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 5005
2017-11-12 
Две барометрические трубки (рис.) одинаковой емкости, из которых откачан воздух, погружают в сосуд А со ртутью и открывают краны. Ртуть заходит в обе трубки и заполняет их до высоты $H$. При этом в обеих трубках совершается одинаковая работа $A = p \Delta V$, где $p$ равно половине атмосферного давления, $p$ есть среднее давление столбика ртути в трубке на уровне ртути в сосуде А. Величина $\Delta V$ есть объем заполненной ртутью части трубки.
Из чертежа ясно, что потенциальная энергия поднятой на высоту $h_{2}$ ртути, занимающей шаровую полость В, больше, чем потенциальная энергия ртути в полости С, поднятой на высоту $h_{1}$. Как разрешить возникшее противоречие с законом сохранения энергии?
Решение:
Одинаковая работа внешней силы атмосферного давления производится не только для поднятия центра тяжести столба ртути (включая шаровую полость), но и на нагревание ртути вследствие внутреннего трения при быстром вхождении ее в трубку. Это в условии задачи не учитывалось. Скорость наполнения полости С (она определяется разностью давлений $p_{ат}$ и столбика ртути высотой $h_{1}$) больше, чем скорость наполнения полости В (она определяется разностью давлений $p_{ат} - \rho_{рт}gh_{2}$). Поэтому в трубке С ртуть нагревается до более высокой температуры, чем в трубке В. Таким образом, закон сохранения энергии не нарушается.
Две барометрические трубки (рис.) одинаковой емкости, из которых откачан воздух, погружают в сосуд А со ртутью и открывают краны. Ртуть заходит в обе трубки и заполняет их до высоты $H$. При этом в обеих трубках совершается одинаковая работа $A = p \Delta V$, где $p$ равно половине атмосферного давления, $p$ есть среднее давление столбика ртути в трубке на уровне ртути в сосуде А. Величина $\Delta V$ есть объем заполненной ртутью части трубки.
Из чертежа ясно, что потенциальная энергия поднятой на высоту $h_{2}$ ртути, занимающей шаровую полость В, больше, чем потенциальная энергия ртути в полости С, поднятой на высоту $h_{1}$. Как разрешить возникшее противоречие с законом сохранения энергии?
Решение:
Одинаковая работа внешней силы атмосферного давления производится не только для поднятия центра тяжести столба ртути (включая шаровую полость), но и на нагревание ртути вследствие внутреннего трения при быстром вхождении ее в трубку. Это в условии задачи не учитывалось. Скорость наполнения полости С (она определяется разностью давлений $p_{ат}$ и столбика ртути высотой $h_{1}$) больше, чем скорость наполнения полости В (она определяется разностью давлений $p_{ат} - \rho_{рт}gh_{2}$). Поэтому в трубке С ртуть нагревается до более высокой температуры, чем в трубке В. Таким образом, закон сохранения энергии не нарушается.
