Номер 4, страница 456 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Лабораторные работы. 6. Изучение изотермического процесса в газе - номер 4, страница 456.

Условие.

4. В трубки, соединённые резиновым шлангом, наливайте воду, пока не сравняются её уровни около нижнего конца неподвижной трубки 1 и верхнего конца подвижной трубки 2.

Решение.

4. Это указание описывает шаг в эксперименте, демонстрирующем свойства сообщающихся сосудов. Сообщающиеся сосуды — это любые сосуды, соединенные между собой ниже уровня жидкости. В данном случае это трубки, соединенные резиновым шлангом.

Согласно закону сообщающихся сосудов, в состоянии покоя поверхности однородной жидкости в открытых сообщающихся сосудах устанавливаются на одном и том же горизонтальном уровне. Это происходит независимо от формы сосудов. Причина этого явления заключается в том, что давление, создаваемое столбом жидкости, зависит от ее высоты. Давление столба жидкости рассчитывается по формуле: $p = \rho g h$, где $\rho$ — плотность жидкости, $g$ — ускорение свободного падения, а $h$ — высота столба жидкости.

Для того чтобы жидкость находилась в равновесии, давление на любом горизонтальном уровне во всех сосудах должно быть одинаковым. Поскольку над свободной поверхностью жидкости в каждой трубке действует одинаковое атмосферное давление, то и высота столба жидкости над любым выбранным горизонтальным уровнем должна быть одинаковой во всех трубках. Следовательно, свободные поверхности жидкости выравниваются.

Инструкция "наливайте воду, пока не сравняются её уровни около нижнего конца неподвижной трубки 1 и верхнего конца подвижной трубки 2" означает, что необходимо выполнить следующие действия:
1. Расположить подвижную трубку 2 таким образом, чтобы ее верхний срез (конец) оказался на той же горизонтальной высоте, что и нижний срез (конец) неподвижной трубки 1.
2. Наливать воду в систему до тех пор, пока уровень воды в обеих трубках не достигнет этой общей горизонтальной линии.

Таким образом, это действие является практическим применением закона сообщающихся сосудов для установки в системе определенного, заранее заданного уровня жидкости, используя концы трубок в качестве ориентиров.

Ответ: Данное действие основано на законе сообщающихся сосудов, который гласит, что однородная жидкость в соединенных между собой сосудах всегда устанавливается на одном горизонтальном уровне. В задании это свойство используется для того, чтобы налить в систему воду до определенной высоты, ориентируясь по нижнему концу одной трубки и верхнему концу другой, предварительно выровненных по горизонтали.