Уровень жидкости
Уровень жидкости — это высота её свободной поверхности в сосуде относительно выбранной отметки. По уровню определяют, насколько заполнен сосуд, сравнивают положение жидкостей и находят разность высот.
Свободная поверхность — граница жидкости с воздухом. В обычном сосуде она почти горизонтальна. За нулевую отметку можно принять дно сосуда, край стола или другую заранее указанную линию. Поэтому численное значение уровня всегда связано с точкой отсчёта.
Здесь \(z_{\text{поверхности}}\) — высота поверхности жидкости, а \(z_0\) — высота выбранной отметки. Если сравнивают два уровня, используют разность \(\Delta h = h_2-h_1\). Именно разность уровней важна при изучении сообщающихся сосудов и слоёв несмешивающихся жидкостей. Она также влияет на гидростатическое давление.
Дно сосуда выбрано за нулевую отметку. Поверхность воды находится на высоте 12 см от дна, значит, уровень воды равен \(h=12\) см. Если поверхность масла в другом сосуде находится на высоте 8 см от того же уровня отсчёта, вода имеет уровень на 4 см выше: \(\Delta h=12-8=4\) см.
Уровень жидкости — это высота поверхности, а не объём жидкости. В широком и узком сосудах одинаковый объём может соответствовать разным уровням. Кроме того, уровень не равен глубине: глубину отсчитывают от поверхности вниз до выбранной точки.
В сосуде поверхность воды находится на 15 см выше дна. Чему равен уровень воды, если дно принято за нулевую отметку?
Главное
- Уровень жидкости — высота её свободной поверхности относительно выбранной отметки.
- Уровень измеряют в единицах длины; разность уровней находят как \(\Delta h=h_2-h_1\).
- Уровень не следует путать с объёмом или глубиной.