Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Một bình thông nhau gồm hai nhánh hình trụ A và B

Một bình thông nhau gồm hai nhánh hình trụ A và B. Nhánh A có tiết diện S₁ = 30 cm², chứa nước có chiều cao h₁ = 20 cm. Nhánh B có tiết diện S2 = 10 cm², chứa nước có chiều cao h₁ = 40 cm. Đáy hai nhánh được nối với nhau bằng một ống ngang nhỏ có khóa K, bỏ qua thể tích phần nổi hai nhánh. Khối lượng riêng của nước là D, =1000 kg/m³.                                                                                                                                        1. Mở khóa K để hai nhánh thông nhau. Tính áp suất của nước lên đáy mỗi nhánh. 주                                     2. Đổ vào nhánh A một lượng dầu khối lượng m = 240 gam. Tính độ chênh lệch mực mặt thoáng của chất lòng ở hai nhánh. Biết khối lượng riêng của dầu là D₁ =800 kg/m².                                                                       3. Tính thể tích nước chảy từ nhánh A sang nhánh B khi đổ thêm dầu.
1 Xem trả lời
Hỏi chi tiết
96
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để giải quyết các câu hỏi này, chúng ta sẽ sử dụng các nguyên lý cơ bản của thủy tĩnh học và bảo toàn khối lượng.

### 1. Mở khóa K để hai nhánh thông nhau. Tính áp suất của nước lên đáy mỗi nhánh.

Khi mở khóa K, nước sẽ chảy từ nhánh B sang nhánh A cho đến khi mực nước ở hai nhánh cân bằng. Do đó, chiều cao cuối cùng của mực nước trong cả hai nhánh sẽ bằng nhau.

Gọi chiều cao cuối cùng của mực nước là \( h \).

Tổng thể tích nước ban đầu:
\[ V_{\text{total}} = S_1 \cdot h_1 + S_2 \cdot h_2 \]
\[ V_{\text{total}} = 30 \, \text{cm}^2 \cdot 20 \, \text{cm} + 10 \, \text{cm}^2 \cdot 40 \, \text{cm} \]
\[ V_{\text{total}} = 600 \, \text{cm}^3 + 400 \, \text{cm}^3 \]
\[ V_{\text{total}} = 1000 \, \text{cm}^3 \]

Chiều cao cuối cùng của mực nước trong cả hai nhánh:
\[ h = \frac{V_{\text{total}}}{S_1 + S_2} \]
\[ h = \frac{1000 \, \text{cm}^3}{30 \, \text{cm}^2 + 10 \, \text{cm}^2} \]
\[ h = \frac{1000 \, \text{cm}^3}{40 \, \text{cm}^2} \]
\[ h = 25 \, \text{cm} \]

Áp suất của nước lên đáy mỗi nhánh:
\[ P = \rho \cdot g \cdot h \]
Trong đó:
- \(\rho = 1000 \, \text{kg/m}^3\)
- \(g = 9.8 \, \text{m/s}^2\)
- \(h = 0.25 \, \text{m}\)

\[ P = 1000 \cdot 9.8 \cdot 0.25 \]
\[ P = 2450 \, \text{Pa} \]

### 2. Đổ vào nhánh A một lượng dầu khối lượng m = 240 gam. Tính độ chênh lệch mực mặt thoáng của chất lỏng ở hai nhánh.

Khối lượng riêng của dầu là \( \rho_1 = 800 \, \text{kg/m}^3 \).

Thể tích dầu:
\[ V_{\text{dầu}} = \frac{m}{\rho_1} \]
\[ V_{\text{dầu}} = \frac{0.24 \, \text{kg}}{800 \, \text{kg/m}^3} \]
\[ V_{\text{dầu}} = 0.0003 \, \text{m}^3 \]
\[ V_{\text{dầu}} = 300 \, \text{cm}^3 \]

Chiều cao cột dầu trong nhánh A:
\[ h_{\text{dầu}} = \frac{V_{\text{dầu}}}{S_1} \]
\[ h_{\text{dầu}} = \frac{300 \, \text{cm}^3}{30 \, \text{cm}^2} \]
\[ h_{\text{dầu}} = 10 \, \text{cm} \]

Do dầu nhẹ hơn nước, nó sẽ nổi lên trên nước. Khi cân bằng, áp suất tại đáy của hai nhánh phải bằng nhau.

Gọi \( h_2 \) là chiều cao mực nước trong nhánh A sau khi đổ dầu, và \( h_3 \) là chiều cao mực nước trong nhánh B.

Áp suất tại đáy nhánh A:
\[ P_A = \rho \cdot g \cdot h_2 + \rho_1 \cdot g \cdot h_{\text{dầu}} \]

Áp suất tại đáy nhánh B:
\[ P_B = \rho \cdot g \cdot h_3 \]

Do \( P_A = P_B \):
\[ \rho \cdot g \cdot h_2 + \rho_1 \cdot g \cdot h_{\text{dầu}} = \rho \cdot g \cdot h_3 \]
\[ 1000 \cdot 9.8 \cdot h_2 + 800 \cdot 9.8 \cdot 0.1 = 1000 \cdot 9.8 \cdot h_3 \]
\[ 1000h_2 + 80 = 1000h_3 \]
\[ h_3 = h_2 + 0.08 \]

Tổng thể tích nước vẫn không đổi:
\[ S_1 \cdot h_2 + S_2 \cdot h_3 = 1000 \, \text{cm}^3 \]
\[ 30h_2 + 10(h_2 + 0.08) = 1000 \]
\[ 30h_2 + 10h_2 + 0.8 = 1000 \]
\[ 40h_2 = 999.2 \]
\[ h_2 = 24.98 \, \text{cm} \]
\[ h_3 = 24.98 + 0.08 = 25.06 \, \text{cm} \]

Độ chênh lệch mực mặt thoáng:
\[ \Delta h = h_3 - h_2 \]
\[ \Delta h = 25.06 - 24.98 \]
\[ \Delta h = 0.08 \, \text{cm} \]

### 3. Tính thể tích nước chảy từ nhánh A sang nhánh B khi đổ thêm dầu.

Thể tích nước chảy từ nhánh A sang nhánh B:
\[ V_{\text{chảy}} = S_2 \cdot (h_3 - h_1) \]
\[ V_{\text{chảy}} = 10 \, \text{cm}^2 \cdot (25.06 - 25) \, \text{cm} \]
\[ V_{\text{chảy}} = 10 \cdot 0.06 \]
\[ V_{\text{chảy}} = 0.6 \, \text{cm}^3 \]

Vậy, thể tích nước chảy từ nhánh A sang nhánh B khi đổ thêm dầu là 0.6 cm³.
1
0
Tem SAD
08/06 08:32:17
+5đ tặng
sử dụng nguyên lí pascal nhé

1. **Tính áp suất của nước lên đáy mỗi nhánh:**
   Áp suất của nước ở đáy mỗi nhánh được tính bằng cách áp dụng nguyên lý Pascal:
   \[ P = P_{atm} + \rho g h \]
   Trong đó:
   - \( P_{atm} \) là áp suất khí quyển, giả sử là \( 10^5 \) Pa.
   - \( \rho \) là khối lượng riêng của nước, \( 1000 \) kg/m³.
   - \( g \) là gia tốc trọng trường, \( 9.8 \) m/s².
   - \( h \) là chiều cao của nước trong nhánh đó.

   Tính áp suất của nước ở đáy mỗi nhánh:
   - Nhánh A: \( P_A = 10^5 + 1000 \times 9.8 \times 0.2 = 10^5 + 1960 = 101960 \) Pa.
   - Nhánh B: \( P_B = 10^5 + 1000 \times 9.8 \times 0.4 = 10^5 + 3920 = 103920 \) Pa.

2. **Tính độ chênh lệch mực mặt thoáng của chất lòng ở hai nhánh:**
   Độ chênh lệch mực mặt thoáng \( \Delta h \) được tính bằng công thức:
   \[ \Delta h = \frac{m}{S_1} \times \frac{1}{\rho_1 g} - \frac{m}{S_2} \times \frac{1}{\rho_2 g} \]
   Trong đó:
   - \( m \) là khối lượng của dầu, \( 240 \) g.
   - \( S_1 \) và \( S_2 \) là diện tích tiết diện của hai nhánh.
   - \( \rho_1 \) và \( \rho_2 \) là khối lượng riêng của nước trong hai nhánh.
   - \( g \) là gia tốc trọng trường.

   Tính \( \Delta h \):
   \[ \Delta h = \frac{240 \times 10^{-3}}{30} \times \frac{1}{800 \times 9.8} - \frac{240 \times 10^{-3}}{10} \times \frac{1}{1000 \times 9.8} \]
   \[ \Delta h ≈ -0.00773 \, \text{m} \]

   Độ chênh lệch mực mặt thoáng là âm, điều này có nghĩa là mực nước trong nhánh B sẽ cao hơn so với nhánh A.

3. **Tính thể tích nước chảy từ nhánh A sang nhánh B khi đổ thêm dầu:**
   Theo nguyên lý bảo toàn thể tích, thể tích nước chảy từ nhánh A sang nhánh B bằng thể tích dầu đã chảy vào nhánh A.
   \[ V = \frac{m}{\rho_1} \]
   Trong đó:
   - \( m \) là khối lượng của dầu, \( 240 \) g.
   - \( \rho_1 \) là khối lượng riêng của nước trong nhánh A.

   Tính \( V \):
   \[ V = \frac{240 \times 10^{-3}}{800} \]
   \[ V ≈ 0.3 \, \text{m}^3 \]

   Vậy thể tích nước chảy từ nhánh A sang nhánh B là khoảng \( 0.3 \, \text{m}^3 \).

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường
×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Đấu trường tri thức | Lazi Quiz Challenge +500k
Gửi câu hỏi
×