Номер 4, страница 39 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

4. Приведите примеры использования сообщающихся сосудов в быту, технике, в окружающем нас мире.

Сообщающиеся сосуды – это два или более сосуда, соединенные между собой ниже уровня жидкости, так что жидкость может свободно перетекать из одного в другой. Основной закон сообщающихся сосудов гласит, что в состоянии покоя поверхности однородной жидкости в открытых сообщающихся сосудах устанавливаются на одном уровне, независимо от формы сосудов. Этот принцип находит широкое применение.

В быту

Принцип сообщающихся сосудов используется во многих бытовых предметах:

• Чайник или кофейник: корпус и носик чайника являются сообщающимися сосудами. Вода в носике и в основной части всегда находится на одном уровне. Поэтому, чтобы вода не выливалась, носик делают почти такой же высоты, как и сам чайник.

• Лейка: аналогична чайнику, основной резервуар и носик-рассеиватель образуют систему сообщающихся сосудов.

• Сифон под раковиной (гидрозатвор): изогнутая U-образная труба под раковиной или ванной представляет собой сообщающиеся сосуды. В изгибе всегда остается вода, которая создает водяную пробку, препятствующую проникновению неприятных запахов из канализации в помещение.

• Система водяного отопления в частном доме: расширительный бачок (часто на чердаке) и радиаторы отопления соединены трубами, образуя единую систему сообщающихся сосудов, заполненную водой или антифризом.

Ответ: В быту сообщающиеся сосуды встречаются в виде чайников, леек, сифонов под раковинами и систем отопления, где их основной функцией является удержание или переливание жидкости при сохранении одинакового уровня.

В технике

В технике применение сообщающихся сосудов очень разнообразно и играет ключевую роль во многих устройствах и системах:

• Шлюзы на реках и каналах: Шлюзовая камера представляет собой сосуд, который поочередно сообщается то с верхним, то с нижним участком реки (бьефом). Открывая затворы, камеру заполняют водой до нужного уровня, позволяя судам переходить с одного уровня воды на другой.

• Водонапорная башня и система водопровода: Водонапорная башня и разветвленная сеть городских труб являются гигантской системой сообщающихся сосудов. Вода, закачанная в башню, под давлением столба жидкости поступает в дома, поднимаясь в кранах на высоту, не превышающую уровень воды в башне.

• Водомерное стекло в паровых котлах: Для контроля уровня воды в закрытом котле используется прозрачная трубка, соединенная с котлом вверху и внизу. Уровень воды в трубке соответствует уровню воды в котле.

• Гидравлический пресс: Хотя его действие основано на законе Паскаля, конструкция представляет собой два соединенных цилиндра разного диаметра с поршнями, которые являются сообщающимися сосудами, заполненными гидравлической жидкостью (маслом).

Ответ: В технике принцип сообщающихся сосудов используется для работы шлюзов, систем водоснабжения с водонапорными башнями, для измерения уровня жидкости в закрытых резервуарах (водомерные стекла) и в конструкции гидравлических машин.

В окружающем нас мире

Природа также демонстрирует примеры систем, действующих по принципу сообщающихся сосудов:

• Артезианские колодцы и подземные воды: Водоносные слои под землей, находящиеся между водоупорными пластами, могут образовывать природные резервуары. Если такой пласт имеет чашеобразную форму, и пробурить скважину в его нижней точке, вода под давлением верхних участков может подняться и даже фонтанировать. Это пример природной системы сообщающихся сосудов.

• Родники и источники: Подземные воды, циркулируя по трещинам и пористым породам (естественным сообщающимся сосудам), выходят на поверхность в тех местах, где рельеф опускается ниже уровня залегания этих вод.

• Соединение морей и океанов: Все моря и океаны, соединенные между собой проливами, образуют единую гигантскую систему сообщающихся сосудов, поэтому уровень Мирового океана (в состоянии покоя) является одинаковым по всей Земле.

Ответ: В природе сообщающиеся сосуды проявляются в системах подземных вод, которые приводят к образованию артезианских скважин и родников, а также в виде Мирового океана, где все соединенные моря и океаны имеют единый уровень.