Какое будет дополнительное давление воды в трубе, измеряемое манометром на третьем этаже дома, если он установлен на высоте 9 метров над уровнем земли, в сельской водонапорной башне высота уровня воды над землёй составляет 22 метра? Плотность воды равна 1000 килограммов на кубический метр, а ускорение свободного падения равно 10 Ньютонов на килограмм. Манометр проградуирован в атмосферах, где 1 атмосфера равна 100 килопаскалям.
Марго
Для того чтобы найти дополнительное давление воды в трубе, измеряемое манометром на третьем этаже дома, нам необходимо учесть разницу высот между манометром и уровнем воды в сельской водонапорной башне.
Сначала найдем разницу в высоте между манометром и уровнем воды в водонапорной башне:
\[\Delta h = h_{\text{высота манометра}} - h_{\text{высота уровня воды в башне}}\]
Теперь подставим известные значения:
\[\Delta h = 9 \, \text{м} - 22 \, \text{м} = -13 \, \text{м}\]
Отрицательный знак говорит о том, что манометр находится ниже уровня воды в башне.
Далее воспользуемся формулой для определения давления в жидкости:
\[P = \rho \cdot g \cdot h\]
где \(P\) - давление, \(\rho\) - плотность жидкости, \(g\) - ускорение свободного падения, \(h\) - высота столба жидкости.
Подставим известные значения:
\[P = 1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 10 \, \text{Н/кг} \cdot (-13 \, \text{м})\]
Теперь выполним вычисления:
\[P = -130000 \, \text{Па}\]
Чтобы перевести давление из паскалей в атмосферы, воспользуемся следующим соотношением:
\[1 \, \text{атм} = 101325 \, \text{Па}\]
Тогда давление в атмосферах будет:
\[P_{\text{атм}} = \frac{-130000 \, \text{Па}}{101325 \, \text{Па/атм}}\]
Делаем вычисления и получаем:
\[P_{\text{атм}} = -1,28 \, \text{атм}\]
Таким образом, дополнительное давление воды в трубе, измеряемое манометром на третьем этаже дома, будет равно -1,28 атмосферы. Отрицательное значение говорит о том, что давление воды в трубе ниже атмосферного давления.
Сначала найдем разницу в высоте между манометром и уровнем воды в водонапорной башне:
\[\Delta h = h_{\text{высота манометра}} - h_{\text{высота уровня воды в башне}}\]
Теперь подставим известные значения:
\[\Delta h = 9 \, \text{м} - 22 \, \text{м} = -13 \, \text{м}\]
Отрицательный знак говорит о том, что манометр находится ниже уровня воды в башне.
Далее воспользуемся формулой для определения давления в жидкости:
\[P = \rho \cdot g \cdot h\]
где \(P\) - давление, \(\rho\) - плотность жидкости, \(g\) - ускорение свободного падения, \(h\) - высота столба жидкости.
Подставим известные значения:
\[P = 1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 10 \, \text{Н/кг} \cdot (-13 \, \text{м})\]
Теперь выполним вычисления:
\[P = -130000 \, \text{Па}\]
Чтобы перевести давление из паскалей в атмосферы, воспользуемся следующим соотношением:
\[1 \, \text{атм} = 101325 \, \text{Па}\]
Тогда давление в атмосферах будет:
\[P_{\text{атм}} = \frac{-130000 \, \text{Па}}{101325 \, \text{Па/атм}}\]
Делаем вычисления и получаем:
\[P_{\text{атм}} = -1,28 \, \text{атм}\]
Таким образом, дополнительное давление воды в трубе, измеряемое манометром на третьем этаже дома, будет равно -1,28 атмосферы. Отрицательное значение говорит о том, что давление воды в трубе ниже атмосферного давления.
Знаешь ответ?