Вu – образную трубку налили сначала ртуть. затем в левое колено была налита вода, а в правое – масло. известно, что высота столба воды – 85 см, а уровень ртути в правом колене на 2, 5 см выше, чем в левом. какова высота столба масла? ​

Среднюю скорость катера можно сосчитать по формуле:

\[{\upsilon _{ср}} = \frac{{{S_1} + {S_2}}}{{{t_1} + {t_2}}}\]

Движение на обоих участках было равномерным, поэтому найти время \(t_1\) и \(t_2\) не составит труда.

\[\left\{ \begin{gathered}

{t_1} = \frac{{{S_1}}}{{{\upsilon _1}}} \hfill \\

{t_2} = \frac{{{S_2}}}{{{\upsilon _2}}} \hfill \\

\end{gathered} \right.\]

Так как участки равны по величине \(S_1=S_2=\frac{1}{2}S\), и скорость на первой участке больше скорости на втором в два раза \(\upsilon_1=2\upsilon_2\), то:

\[\left\{ \begin{gathered}

{t_1} = \frac{S}{{2{\upsilon _1}}} = \frac{S}{{4{\upsilon _2}}} \hfill \\

{t_2} = \frac{S}{{2{\upsilon _2}}} \hfill \\

\end{gathered} \right.\]

Подставим выражения для времен \(t_1\) и \(t_2\) в формулу средней скорости.

\[{\upsilon _{ср}} = \frac{S}{{\frac{S}{{4{\upsilon _2}}} + \frac{S}{{2{\upsilon _2 = \frac{S}{{\frac{{3S}}{{4{\upsilon _2 = \frac{{S \cdot 4{\upsilon _2}}}{{3S}} = \frac{{4{\upsilon _2}}}{3}\]

Значит необходимая нам скорость \(\upsilon_2\) определяется по такой формуле.

1850 Дж / (кг*К)

Объяснение:

1)

Для гелия:

ν₁ = m₁ / M₁

Отсюда

m₁ = ν₁*M₁ = 2*4*10⁻³ = 8*10⁻³ кг

Для кислорода:

ν₂ = m₂ / M₂

Отсюда

m₂ = ν₂*M₂ = 3*16*10⁻³ = 48*10⁻³ кг

Суммарная масса смеси:

m = m₁ + m₂ = (8+48)*10⁻³ = 56*10⁻³ кг

2)

Находим массовые доли газов:

ω₁ = m₁ / m = 8*10⁻³ / 56*10⁻³ ≈ 0,14

ω₂ = m₂ / m = 48*10⁻³ / 56*10⁻³ ≈ 0,86

3)

Удельная теплоемкость гелия (число степеней свободы двухатомного газа i = 3)

cp₁ = ((i+2)/2)*R/M = ((3+2)/2)*8,31 / 4*10⁻³ ≈  5 200 Дж / (кг*К)

Для кислорода:

cp₂ = ((i+2)/2)*R/M = ((3+2)/2)*8,31 / 16*10⁻³ ≈  1 300 Дж / (кг*К)

4)

Для смеси:

cp = cp₁*ω₁   + cp₂*ω₂ = 5200*0,14 + 1300*0,86 ≈ 1 850 Дж/(кг*К)