Раздел 1 Давление в покоящейся жидкости часть 1
1 В закрытый цилиндрический резервуар высотой Н, заполненный воздухом при атмосферном давлении, соответствующем hатм, миллиметр ртутного столба, подается масло с относительной плотностью pм (рис. 1.1). При этом происходит сжатие воздуха в резервуаре. Давление в системе создается поршнем диаметром D гидроцилиндра, расположенного на расстоянии a от дна резервуара. Процесс сжатия воздуха считать изотермическим, трением поршня о стенки цилиндра пренебречь. Определить величину силы F, удерживающей поршень в равновесии при заполнении резервуара до уровня h. Определить также показание ртутного манометра hрт
Скачать решение задачи 1 (решебник АГМ) (цена 100р)
1-1-2. В закрытый цилиндрический резервуар высотой Н, заполненный воздухом при атмосферном давлении, через трубку заливается вода. Происходящий при этом процесс сжатия воздуха в резервуаре считать изотермическим. Определить высоту h1 подъема воды в резервуаре при известном ее уровне h в трубке. Найти также показание ртутного манометра hрт.
Задача 1-1 H = 3м, h = 4м, hатм = 750 мм.рт.ст (цена 150р)
Задача 1-2 H = 3,25м, h = 3,5м, hатм = 755 мм.рт.ст (цена 150р)
1-3-4. Закрытый сосуд высотой H и диаметром D соединен трубой с открытым сосудом диаметром d. При открытом вентиле BH1 и закрытом вентиле BH2 левый сосуд заполнен водой при атмосферном давлении до уровня h. После закрытия вентиля BH1 и открытия вентиля BH2 часть воды переливается в правый сосуд. Процесс расширения воздуха считать изотермическим. Определить высоту h1, до которой поднимется вода в правом сосуде, а также показание ртутного вакуумметра hрт
Задача 1-3 D = 2м, d = 1м, H = 4м, h = 3м, hатм = 730 мм.рт.ст (цена 150р)
Задача 1-4 D = 1,8м, d = 0,9м, H = 4,5м, h = 4м, hатм = 740 мм.рт.ст (цена 150р)
1-5-6. В колоколе диаметром D, высотой H и массой m = 3200 кг, плавающем в открытом водоеме, находится резервуар со ртутью. В цилиндре диаметром d поршнем удерживается столб ртути высотой h. Давление воздуха в колоколе перед его спуском было атмосферным. Процесс сжатия воздуха в колоколе считать изотермическим. Весом поршня, трением его о стенки цилиндра, объемом резервуара со ртутью и цилиндра пренебречь. Определить погружение нижней кромки колокола h1, а также величину усилия F, удерживающего поршень в равновесии.
Задача 1-5 D = 2м, d = 0,1м, H = 2м, h = 0,5м, hатм = 760 мм.рт.ст (цена 150р)
Задача 1-6 D = 1,8 м, d = 0,125м, H = 1,75м, h = 0,4м, hатм = 755 мм.рт.ст (цена 150р)
1-7-8. Поршень гидроцилиндра диаметром D удерживается в равновесии силой F, приложенной к штоку диаметром d. Нижняя полость цилиндра заполнена водой. Уровень воды в трубке над нижней кромкой поршня равен H. Верхняя полость цилиндра, связанная с закрытым резервуаром, заполнена маслом (относительная плотность pм = 0,890). Уровень масла в резервуаре над верхней кромкой поршня равен h. Весом поршня и штока, а также их трением о стенки цилиндра и в сальнике пренебречь. Определить абсолютное давление воздуха p в закрытом резервуаре, а также показание ртутного манометра hрт
.
Задача 1-7 D = 0,1 м, d = 0,05м, H = 3м, h = 1,5м, hатм = 740 мм.рт.ст, F = 0,15кН (цена 150р)
Задача 1-8 D = 0,12 м, d = 0,06м, H = 3,5м, h = 1,4м, hатм = 760 мм.рт.ст, F = 0,22кН (цена 150р)
1-9-10. В закрытый цилиндрический резервуар высотой Н, заполненный воздухом при атмосферном давлении, подается масло (относительная плотность pм= 0,870). Давление в системе создается усилием F на рычаге (a = 0,8 м, b = 1,6 м) через поршень диаметром d, расположенный на высоте h над дном резервуара. Процесс сжатия воздуха считать изотермическим, весом поршня и трением его о стенки цилиндра пренебречь. Определить уровень масла в резервуаре, а также показание pм механического манометра, установленного на высоте zм .
Задача 1-9 d = 0,1м, H = 2м, h = 1,6м, hатм = 745 мм.рт.ст, F = 0,6кН, zм = 4,5м (цена 150р)
Задача 1-10 d = 0,12м, H = 2,5м, h = 2м, hатм = 760 мм.рт.ст, F = 0,1кН, zм = 0,4м (цена 150р)
1-11-12. В закрытом резервуаре, частично заполненном водой, плавает колокол диаметром D, высотой H и массой m = 100 кг. Давление воздуха в колоколе перед его погружением было равно избыточному давлению pм воздуха в резервуаре. Процесс сжатия воздуха в колоколе считать изотермическим. Определить глубину погружения h нижней кромки колокола и показание ртутного манометра hрт.
Задача 1-11 D = 0,5м, H = 1м, hатм = 760 мм.рт.ст, Рм = 0,1 атм (цена 150р)
Задача 1-12 D = 0,6м, H = 1,25м, hатм = 740 мм.рт.ст, Рм = 0,225 атм (цена 150р)
1-13-14. Цилиндрический резервуар высотой H установлен на высоте h над уровнем воды в открытом водоеме. При открытом вентиле ВН1 и закрытом вентиле ВН2 резервуар заполнен водой при атмосферном давлении до уровня h. После закрытия вентиля ВН1 и открытия вентиля ВН2 часть воды сливается в водоем. Процесс расширения воздуха в резервуаре считать изотермическим. Определить абсолютное давление воздуха в резервуаре и показание ртутного вакуумметра hрт .
Задача 1-13 H = 3м, h = 2м, hатм = 735 мм.рт.ст (цена 150р)
Задача 1-14 H = 3,5м, h = 2,5м, hатм = 740 мм.рт.ст (цена 150р)
1-15-16. Цилиндр высотой H и диаметром D установлен на высоте а=0,5м над уровнем воды в открытом водоеме. При крайнем нижнем положении поршня цилиндр заполнен воздухом под атмосферным давлением. Определить величину и направление силы F, приложенной к штоку диаметром d, которая удерживает поршень в равновесии на высоте h над уровнем водоема. Определить также показание ртутного манометра hрт. Процесс сжатия воздуха считать изотермическим. Весом и толщиной поршня, а также трением поршня о стенки цилиндра и штока в сальнике пренебречь.
Задача 1-15 D = 1 м, d = 0,5м, H = 5м, h = 1м, hатм = 750 мм.рт.ст, (цена 150р)
Задача 1-16 D = 0,75 м, d = 0,3м, H = 4,5м, h = 0,8м, hатм = 755 мм.рт.ст, (цена 150р)
1-17-18. Заполненный водой понтон в форме прямоугольного параллелепипеда с размерами l х b х h = 5,0 х 3,0 х 2,0 м и массой m = 6000 кг лежит на дне водоема на глубине H. Для подъема понтона в него по шлангу подается сжатый воздух. Определить объем воды, который нужно вытеснить воздухом из понтона, чтобы он начал всплывать. Вычислить также осадку понтона t после его всплытия. Процесс расширения воздуха при всплытии считать изотермическим.
Задача 1-17 H = 10м, hатм = 740 мм.рт.ст, (цена 150р)
Задача 1-18 H = 15м, hатм = 730 мм.рт.ст, (цена 150р)
1-19-20. Два резервуара , открытый диаметром d и закрытый диаметром D, соединены вертикальной трубой и частично заполнены водой. При закрытой задвижке труба заполнена водой, разность уровней в резервуарах равна H, толщина воздушной подушки в закрытом резервуаре равна h , а избыточное давление в ней равно pм. Определить изменение уровня воды ?h в нижнем резервуаре и показание ртутного манометра hрт после открытия задвижки на трубе и перетекания воды. Процесс расширения воздуха считать изотермическим.
Задача 1-19 D = 1 м, d = 0,5м, H = 2м, h = 0,5м, hатм = 730 мм.рт.ст, Рм= 0,6 атм (цена 150р)
Задача 1-20 D = 1,2 м, d = 0,6м, H = 2,5м, h = 0,6м, hатм = 740 мм.рт.ст, Рм= 0,7 атм
1-21-22. На неподвижном поршне со штоком диаметром d1=0,20м покоится сосуд массой m=16,0 кг, состоящий из двух цилиндрических частей: верхней открытой диаметром d и нижней закрытой диаметром D и высотой H. Начальное давление воздуха в нижней части сосуда равно атмосферному. Определить, какой объем воды нужно налить в верхнюю часть сосуда, чтобы он всплыл над поршнем на высоту h. Определить также показание ртутного манометра hрт. Толщиной поршня, трением поршня в цилиндре и штока в сальнике пренебречь. Процесс сжатия воздуха считать изотермическим.
Задача 1-21 D = 0,25 м, d = 0,1м, H = 1м, h = 0,2м, hатм = 750 мм.рт.ст, Рм= 0,6 атм (цена 150р)
Задача 1-22 D = 0,3 м, d = 0,15м, H = 0,8м, h = 0,15м, hатм = 740 мм.рт.ст, Рм= 0,6 атм (цена 150р)
1-23-24. Колокол диаметром D и высотой H опущен в резервуар с водой. В резервуаре находится открытый сверху сосуд высотой h, заполненный маслом (pм=0,865). Манометр, присоединенный к сосуду и расположенный ниже его дна на zм , показывает давление pм . Объем сосуда с маслом мал по сравнению с объемом колокола. Давление воздуха в колоколе перед началом спуска было равно атмосферному. Процесс сжатия воздуха считать изотермическим. Определить массу колокола, глубину погружения h1 его нижней кромки, а также показание ртутного манометра hрт .
Задача 1-23 D = 1,5 м, H = 4м, h = 1,2м, hатм = 730 мм.рт.ст, zм = 0,2м, Рм= 0,35 атм (цена 150р)
Задача 1-24 D = 1,75 м, H = 3,5м, h = 1м, hатм = 735 мм.рт.ст, zм = 0,1м, Рм= 0,3 атм (цена 150р)
1–25-26. В закрытый резервуар, частично заполненный водой, встроен цилиндр диаметром D. Избыточное давление воздуха в резервуаре равно pм. В цилиндре под поршнем находится столб воды высотой H, а над поршнем - столб масла (относительная плотность pм= 0,920) высотой h. Весом поршня, его трением о стенки цилиндра и размером штока пренебречь. Определить силу F, удерживающую поршень в равновесии, а также показание манометра pм , установленного на глубине zм.
Задача 1-25 D = 0,5 м, H = 2м, h = 0,8м, zм = 0,7м, Рм= 0,15 атм (цена 150р)
Задача 1-26 D = 0,4 м, H = 2,5м, h = 0,45м, zм = 1м, Рм= 0,1 атм (цена 150р)
1-27-28. В колокол диаметром D , высотой H и массой m =3000 кг, плавающий в открытом водоеме , встроена гидросистема, состоящая из двух цилиндров диаметрами d и d1=0,5d, соединенных вертикальной трубой. Система заполнена маслом (относительная плотность бм=0,900). К поршню верхнего цилиндра, находящемуся на высоте h над осью нижнего цилиндра , приложено усилие F. Давление воздуха в колоколе до погружения было равно атмосферному. Определить глубину погружения нижней кромки колокола h1. Найти также усилиеF1, которое нужно приложить к поршню нижнего цилиндра, чтобы удержать его в равновесии. Весом поршней и их трением о стенки цилиндров пренебречь. Размеры нижнего цилиндра считать значительно меньшими размеров колокола.
Задача 1-27 D = 1,5 м, d = 0,1м, H = 4м, h = 4м, F = 0,2 кН
Задача 1-28 D = 1,25 м, d = 0,2м, H = 5м, h = 3м, F = 0,6 кН (цена 150р)