Колокол диаметром D и высотой H опущен в резервуар с водой. В резервуаре находится

Колокол диаметром D и высотой H опущен в резервуар с водой. В резервуаре находится открытый сверху сосуд высотой h, заполненный маслом (м = 0,865). Манометр, присоединенный к сосуду и расположенный ниже его дна на zм, показывает давление рм. 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. Исходные данные: D = 1,5 м; H = 4 м; h = 1,2 м; hатм = 730 мм рт.ст.; zм = 0,2 м; pм = 0,35 атм.

Рм = 0,35 атм = 35464 Па.
Плотность масла -
1) Согласно закону изотермического сжатия воздуха в колоколе:
где р1 = hатм = 730 мм рт.ст = 97325 Па – до погружения давление воздуха было равно атмосферному;
где - избыточное давление воздуха в колоколе после погружения, равно давлению на поверхности масла в трубке;
;
;
отсюда:
м.
С другой стороны, избыточное давление воздуха в колоколе после погружения равно гидростатическому давлению столба жидкости (h1 – h2):
где плотность воды принимаем
Отсюда глубина погружения нижней кромки колокола:
2) Вес колокола уравновешивается силой, выталкивающей колокол, которая, в свою очередь, равна весу вытесненной жидкости:

Отсюда масса колокола:
кг.
3) Показание ртутного манометра:
где плотность ртути = 13600кг/м3;
м.
Ответ: ; кг; м.