Ответьте на вопросы, страница 49 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопрос

Почему артезианские колодцы строят в низинах (рис. 50)?

Рис. 50. Артезианская скважина

Артезианские колодцы строят в низинах, чтобы использовать природное явление, основанное на законе сообщающихся сосудов. Это явление возникает в особых геологических структурах, называемых артезианскими бассейнами.

Артезианский бассейн представляет собой водоносный пласт (например, слой песка или известняка), который находится между двумя водоупорными слоями (например, глины). Вода попадает в этот пласт в так называемой области питания, которая расположена на возвышенности, значительно выше места бурения скважины. Из-за этого вода во всем водоносном пласте находится под гидростатическим давлением, которое создается весом столба воды, равного разнице высот между областью питания и рассматриваемой точкой.

Уровень, до которого вода способна подняться под действием этого давления, называется пьезометрическим уровнем. Если пробурить скважину в месте, где поверхность земли находится ниже этого пьезометрического уровня, то вода под давлением сама поднимется по скважине и начнет выливаться на поверхность. Давление воды $p$ на выходе из скважины определяется высотой столба воды $h$ (разницей между пьезометрическим уровнем и устьем скважины) и рассчитывается по формуле $p = \rho g h$, где $\rho$ — плотность воды, а $g$ — ускорение свободного падения.

Строительство скважин в низинах увеличивает вероятность того, что устье скважины окажется ниже пьезометрического уровня, что обеспечивает самопроизвольное излияние воды. Это позволяет добывать воду без использования насосов, что делает такие колодцы экономически выгодными и удобными в эксплуатации. На рисунке 50 показан именно такой случай — фонтанирующая артезианская скважина.

Ответ: Артезианские колодцы строят в низинах, так как в этих местах поверхность земли чаще всего находится ниже пьезометрического уровня подземных вод. Это приводит к тому, что вода из водоносного слоя под действием естественного гидростатического давления сама поднимается на поверхность и фонтанирует без применения насосов.