В узкой стеклянной трубке, расположенной горизонтально, находится столбик воздуха длинной 80 мм, запертый столбиком ртути длиной 40 мм. Какой будет длина воздушного столбика, если трубку расположить вертикально, открытым концом вверх? Атмосферное давление 760 мм. рт. ст. (ответ дан: 76 мм)

Дано:

L1 = 80 мм,

d = 40 мм.

P1 = 760 мм. рт. ст.

Найти:

L2 - ?

Так как температура и количество воздуха в трубке не меняются, можно воспользоваться законом Бойля-Мариотта:

P1 * V1 = P2 * V2;

Объем определяется произведением площади сечения трубки и длины столбика воздуха:

V1 = L1 * S,

V2 = L2 * S;

P1 * L1 = P2 * L2;

L2 = L1 * (P1/P2);

Когда трубка расположена вертикально, на столбик воздуха действует атмосферное давление плюс давление столбика ртути, которое определяется высотой столбика:

P2 = P1 + d;

L2 = 80 мм * (760/800) = 76 мм.