Билет 14. 1. Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли. Барометр-анероид. 2. Задача на применение правила сообщающихся сосудов. В правом колене сообщающихся сосудов налит керосин, левом — вода. Высота керосина равна 20 см. Определите, на сколько уровень керосина в правом колене выше верхнего уровня воды.

1. Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли. Барометр-анероид

Атмосферное давление измеряют барометрами. В опыте Торричелли запаянную с одного конца стеклянную трубку, наполненную ртутью, переворачивают и опускают открытым концом в сосуд с ртутью. Часть ртути выливается, а столб остаётся в трубке, потому что атмосферное давление на ртуть в сосуде уравновешивает давление столба в трубке. При нормальном давлении высота столба около 760 мм.

Барометр-анероид измеряет давление без жидкости. Внутри него находится упругая металлическая коробочка с разреженным воздухом. Изменение атмосферного давления деформирует коробочку; механизм передаёт её движение стрелке шкалы.

2. Сообщающиеся сосуды

Дано: высота керосина — 20 см. Для расчёта примем плотности воды 1000 кг/м³ и керосина 800 кг/м³.

На одном уровне в сообщающихся сосудах давления равны. Поэтому высота водяного столба над границей жидкостей равна:

\(h_{\text{в}}=h_{\text{к}}\frac{\rho_{\text{к}}}{\rho_{\text{в}}}=20\cdot\frac{800}{1000}=16\text{ см}\).

Уровень керосина выше верхнего уровня воды на разность высот столбов:

\(20-16=4\text{ см}\).

Ответ: уровень керосина выше уровня воды на 4 см.