закрытая бутылка на половину заполнена ртутью. Можно ли утверждать, что в верхней половине бутылки ртуть отсутствует?

Короткий ответ: да. В верхней половине бутылки ртуть в виде жидкости отсутствует. Там находится воздух; при этом возможна лишь очень маленькая доля ртути в виде газообразной пары (и то в крайне малом количестве).

Пошаговое объяснение

1. Свойство жидкостей по плотности

• Ртуть очень плотная (порядка 13,6 г/см³), воздух — очень слабоплотный (около 0,0012 г/см³).
• В гравитационном поле более плотная среда стремится занимать нижнюю часть сосуда; менее плотная — верхнюю.

2. Что значит «бутылка на пол‑полнена ртутью»?

• Объемная доля ртути составляет половину объема бутылки.
• Это значит, что нижняя половина заполнена ртутью, а верхняя половина заполнена воздухом.

3. Что происходит в закрытой бутылке?

• В закрытой системе давление воздуха над ртутью может немного изменяться из-за веса ртути, но фаза распределения по плотности остаётся: ртуть внизу, воздух сверху.
• Следовательно, в верхней половине действительно нет жидкой ртути.

4. Нюанс про пару ртути

• При комнатной температуре в верхней части сосуда может присутствовать очень небольшое количество ртути в виде парa (газообразной фазы), т. е. следовая концентрация.
• Но это не жидкая ртуть и обычно не считается «ртуть в верхней половине» в бытовом смысле. Для школьной задачи достаточно понять, что верхняя половина — это воздух.

5. Вывод

• Верхняя половина бутылки не содержит жидкой ртути.
• В ней находится воздух, а при некоторых условиях может быть крайне малое количество ртутьвого пара.