ID: 00006642
Одно из колен $U$ -образного манометра соединили с сосудом, наполненным газом (см. рисунок). Чему равно давление газа в сосуде, если атмосферное давление составляет 760 мм рт. ст.? (В качестве жидкости в манометре используется ртуть). Ответ дайте в мм. рт. ст.
Источник: ФИПИ
U-образный манометр, одно колено соединено с газом
уровни ртути в обоих коленах одинаковы
$P_0 = 760$ мм рт. ст. (атмосферное давление)
$P_{\text{газа}}$ — давление газа в сосуде
U-образный манометр работает как весы: с одной стороны на ртуть давит атмосфера, с другой — исследуемый газ. По разнице уровней ртути судят, кто «перевешивает».
Проведём горизонтальную линию (изобару) на уровне нижней границы ртути. В однородной жидкости на одной высоте давление одинаково в обоих коленах:
$$P_1 = P_2.$$
Слева на эту линию давит атмосфера ($P_1 = P_0$), справа — газ ($P_2 = P_{\text{газа}}$). Уровни ртути одинаковы, значит ни одна сторона не «перевешивает» — добавки от столбика ртути нет. Поэтому:
$$P_{\text{газа}} = P_0 = 760 \text{ мм рт. ст.}$$