Номер 6, страница 142 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

6. Как работает артезианский колодец?

6. Принцип работы артезианского колодца основан на законе сообщающихся сосудов и использовании гидростатического давления подземных вод. Артезианские воды находятся в напорном водоносном горизонте — это слой водопроницаемой породы (например, песок, известняк), который зажат между двумя водоупорными слоями (например, глиной).

Область питания такого водоносного горизонта, где вода (например, от дождей и таяния снегов) просачивается в него, расположена на возвышенности, часто на значительном удалении от места бурения скважины. Водоупорные слои сверху и снизу не дают воде выйти, и она накапливается в водоносном пласте, находясь под давлением. Величина этого давления зависит от разницы высот между областью питания и точкой вскрытия водоносного пласта скважиной.

Когда скважина пробуривается сквозь верхний водоупорный слой и достигает напорного горизонта, создается выход для воды, находящейся под давлением. В соответствии с законом сообщающихся сосудов, вода устремляется вверх по стволу скважины, стремясь достичь уровня, соответствующего уровню воды в области питания. Это гидростатическое давление описывается формулой $p = \rho g h$, где $h$ — разница высот, $\rho$ — плотность воды, $g$ — ускорение свободного падения.

Если этот гипотетический уровень (пьезометрический уровень) находится выше поверхности земли в месте бурения, вода будет изливаться из скважины самостоятельно, образуя фонтан. Такой колодец называют самоизливающимся. Если же пьезометрический уровень находится ниже поверхности земли, то вода поднимется в скважине на определенную высоту, и для ее подъема на поверхность потребуется насос.

Ответ: Артезианский колодец функционирует за счет естественного давления подземных вод, заключенных между двумя водонепроницаемыми слоями. Это давление возникает из-за того, что область пополнения водоносного горизонта расположена на большей высоте, чем место бурения скважины. При вскрытии скважиной этого горизонта вода под давлением поднимается вверх, что позволяет добывать ее с меньшими затратами энергии, а иногда и вовсе без насоса.