Условие задачи
Колокол диаметром D и высотой Н опущен в резервуар с водой. В резервуаре находится открытый сверху сосуд высотой h, заполненный маслом (δм = 0,865). Манометр, присоединенный к сосуду и расположенный ниже его дна на zм, показывает давление рм. Объем сосуда с маслом мал по сравнению с объемом колокола. Давление воздуха в колоколе перед началом спуска равно атмосферному. Процесс сжатия воздуха считать изотермическим.
Определить массу колокола, глубину погружения h1 его нижней кромки, а также показания ртутного манометра hрт.
Исходные данные: D=1,5м; Н = 4,0 м; h = 1,2 м; zм = 0,2 м;
рм = 0,35 атм; hатм= 730 мм рт. ст.
Ответ
Давление на отметке - zм равно сумме внешнего избыточного давления воздуха в колоколе рв и весового давления масла мghм = мg(h+ zм). В условии задана удельная плотность масла м = 0,865. Принимая плотность воды 1000 кг/м3 плотность масла будет равна м = 0,865∙1000 = 865 кг/м3.
По условию атмосферное давление р=рт g∙0,73=13600∙9,8∙0,73=97300 Па.
Тогда рм = рв + мg(h+ zм). Откуда
рв = рм - мg(h+ zм)= 0,35∙97300-865∙9,8∙(1,2+0,2)= 22200 Па = 22,2 кПа.
Проведем поверхность равного давления 0-0 по свободной поверхности ртути в левом колене ртутного манометра и составим уравнение рав...
