Стеклянная трубка, запаянная с одного конца, находясь в горизонтальном положении содержит 240 мм^3 воздуха, отделенного от наружного воздуха столбиком ртути длиной 15 см. Каков будет объем воздуха в трубке, если её установить открытым концом вниз? давление атмосферы 0. МПа. Процесс изотермический

Дано: Переводим в систему СИ;

Ро = 0,1 МПа = 0,1 * 106 Па;

V₁ = 240 мм3;

T = const;

L = 15 см = 0,15 м;

p = 13 546 кг/м³ - ртуть;

R = 8,31 Дж / (моль * К);

g = 10 м/с²;

Найти: V2 - ?

Решение:

Р₁ = Ро;

Запишем уравнение Менделеева - Клапейрона: P₁ * V₁ = v * R * T;

Р₂ = Po + Ррт;

Ррт = p * g * L;

P₂ * V₂ = v * R * T;

Теперь приравняем:

P₁ * V₁ = P₂ * V₂;

V₂ = (V₁ * P₁) / P₂ = (V₁ * Po) / (Po + p * g * L) = V₁ / (1 + (p * g * L) / Po);

V₂ = 240 мм³ / (1 + (13546 * 10 * 0,15) / (0,1 * 10⁶) = 199,5 мм³;

Ответ: V₂ = 199,5 мм³.