Номер 5, страница 297 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Молекулярная физика. 11. Жидкость и пар. Параграф 61. Фазовый переход пар—жидкость - номер 5, страница 297.

Условие.

5. Объясните, почему при сжатии жидкости давление резко возрастает.

Решение.

Резкое возрастание давления при сжатии жидкости объясняется её молекулярным строением. В отличие от газов, где молекулы находятся на больших расстояниях друг от друга, в жидкости молекулы упакованы очень плотно, почти вплотную. Между ними практически нет свободного пространства.

Когда к жидкости прикладывается внешнее давление с целью уменьшить её объём (сжать её), это усилие направлено на сближение молекул. На таких малых расстояниях, на которых уже находятся молекулы жидкости, начинают действовать очень мощные силы межмолекулярного отталкивания. Эти силы возникают из-за взаимного отталкивания электронных оболочек атомов и молекул и стремительно возрастают при попытке их дальнейшего сближения.

Чтобы преодолеть эти колоссальные силы отталкивания и хоть немного уменьшить объём жидкости, необходимо приложить очень большую внешнюю силу. Давление по определению является силой, действующей на единицу площади. Следовательно, большая сила, необходимая для сжатия, создает очень высокое давление. Физически это свойство описывается модулем объёмной упругости $K$: $\Delta P = -K \frac{\Delta V}{V}$, где $\Delta P$ — изменение давления, а $\frac{\Delta V}{V}$ — относительное изменение объёма. У жидкостей модуль $K$ очень велик, поэтому даже ничтожное уменьшение объёма ($\Delta V$) приводит к огромному росту давления ($\Delta P$).

Ответ: Давление при сжатии жидкости резко возрастает, потому что её молекулы уже расположены очень близко друг к другу. Для их дальнейшего сближения необходимо преодолеть чрезвычайно мощные силы межмолекулярного отталкивания, что требует приложения очень большой внешней силы и, как следствие, создаёт очень высокое давление.