Номер 3, страница 142 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

3. В каких устройствах используются сообщающиеся сосуды?

3. В каких устройствах используются сообщающиеся сосуды?

Сообщающиеся сосуды – это сосуды, соединенные между собой ниже уровня жидкости, так что жидкость может свободно перетекать из одного сосуда в другой. Основной закон сообщающихся сосудов гласит, что в состоянии покоя поверхности однородной жидкости в сообщающихся сосудах любой формы устанавливаются на одном уровне (при условии, что давление над поверхностью жидкости одинаково). Этот принцип находит применение во многих устройствах, как бытовых, так и технических.

Примеры использования:

1. Бытовые приборы: чайники, кофейники, лейки. Носик и основная часть этих предметов являются сообщающимися сосудами, поэтому уровень воды в носике всегда такой же, как и в основной емкости.

2. Водомерное стекло: используется в паровых котлах и других резервуарах для контроля уровня жидкости. Стеклянная трубка соединена с котлом сверху и снизу, образуя сообщающиеся сосуды. Уровень воды в трубке показывает уровень воды в котле.

3. Гидравлический пресс: хотя его работа основана на законе Паскаля, его конструкция из двух соединенных цилиндров разного диаметра представляет собой систему сообщающихся сосудов.

4. Шлюзы на реках и каналах: система камер, которые заполняются или опустошаются водой для подъема или спуска судов между участками с разным уровнем воды. Камера шлюза и участок реки/канала, с которым она соединяется, работают как гигантские сообщающиеся сосуды.

5. Сифон под раковиной: изогнутая труба (гидрозатвор) под раковиной или ванной, в которой постоянно находится вода. Этот водяной затвор, работающий по принципу сообщающихся сосудов, препятствует проникновению неприятных запахов из канализации в помещение.

6. Водопроводная система: о ней подробнее в следующем пункте.

Ответ: Сообщающиеся сосуды используются в бытовых приборах (чайники, лейки), измерительных устройствах (водомерные стекла), гидравлических машинах (гидравлический пресс), инженерных сооружениях (шлюзы, водопроводы) и сантехнике (сифоны).

4. На чем основан принцип работы водопровода?

Принцип работы простейшего водопровода, предназначенного для снабжения водой населенного пункта, основан на законе сообщающихся сосудов.

Система городского водопровода включает в себя водонапорную башню (или резервуар, расположенный на возвышенности) и разветвленную сеть труб, идущих к потребителям (домам, предприятиям). Водонапорная башня и все подключенные к ней трубы образуют единую систему сообщающихся сосудов.

Работает это следующим образом:

1. С помощью насосов вода закачивается в резервуар водонапорной башни, расположенной в самой высокой точке или специально построенной для достижения необходимой высоты.

2. Согласно закону сообщающихся сосудов, вода в трубах, подсоединенных к башне, будет стремиться подняться до того же уровня, что и уровень воды в резервуаре башни.

3. Поскольку краны в домах потребителей находятся значительно ниже уровня воды в башне, столб воды в башне создает избыточное гидростатическое давление. Это давление, определяемое по формуле $p = \rho g h$, где $\rho$ – плотность воды, $g$ – ускорение свободного падения, а $h$ – разность высот между уровнем воды в башне и точкой водоразбора, заставляет воду течь по трубам и вытекать из открытого крана.

Таким образом, благодаря этому принципу, вода может подаваться даже на верхние этажи зданий без использования дополнительных насосов в каждом доме, при условии, что эти этажи находятся ниже уровня воды в водонапорной башне. В современных высотных зданиях или в больших городах для поддержания необходимого давления могут использоваться дополнительные подкачивающие насосные станции.

Ответ: Принцип работы водопровода основан на свойстве сообщающихся сосудов: водонапорная башня и сеть водопроводных труб образуют систему, в которой вода под давлением, создаваемым высотой водяного столба в башне, поступает к потребителям, находящимся на более низком уровне.