Номер 6, страница 153 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

6. Атмосферное давление поднимает ртуть на высоту около 760 мм, а вода легче ртути в 13,6 раза. На какую высоту можно поднять воду из водоемов с помощью всасывающих насосов?

5. Действуют ли водяные насосы в безвоздушном пространстве?

Всасывающие водяные насосы работают за счет создания разности давлений. Насос откачивает воздух из трубы, понижая в ней давление. Внешнее атмосферное давление, которое действует на поверхность воды в источнике (например, в колодце), становится больше, чем давление внутри трубы. Эта разница давлений заставляет воду подниматься по трубе. В безвоздушном пространстве (вакууме) нет атмосферного давления, которое могло бы "толкать" воду вверх. Поэтому всасывающий насос там работать не будет.

Ответ: Нет, всасывающие водяные насосы в безвоздушном пространстве не действуют, так как их работа основана на использовании атмосферного давления.

6. Атмосферное давление поднимает ртуть на высоту около 760 мм, а вода легче ртути в 13,6 раза. На какую высоту можно поднять воду из водоемов с помощью всасывающих насосов?

Дано:

Высота столба ртути, $h_{рт} = 760$ мм

Отношение плотностей, $\frac{\rho_{рт}}{\rho_{воды}} = 13.6$

Перевод в СИ:

$h_{рт} = 760 \text{ мм} = 0.76 \text{ м}$

Найти:

Максимальную высоту подъема воды, $h_{воды}$

Решение:

Максимальная высота, на которую всасывающий насос может поднять жидкость, определяется атмосферным давлением. Давление, создаваемое столбом этой жидкости, должно уравновешиваться атмосферным давлением. Давление столба жидкости вычисляется по формуле гидростатического давления:

$p = \rho \cdot g \cdot h$

где $\rho$ — плотность жидкости, $g$ — ускорение свободного падения, $h$ — высота столба.

Нормальное атмосферное давление ($p_{атм}$) способно уравновесить столб ртути высотой $h_{рт}$ и столб воды высотой $h_{воды}$. Таким образом, мы можем записать равенство давлений, которые создают эти столбы:

$p_{атм} = \rho_{рт} \cdot g \cdot h_{рт}$

$p_{атм} = \rho_{воды} \cdot g \cdot h_{воды}$

Приравнивая правые части этих уравнений, получаем:

$\rho_{рт} \cdot g \cdot h_{рт} = \rho_{воды} \cdot g \cdot h_{воды}$

Сократим обе части уравнения на $g$ (ускорение свободного падения):

$\rho_{рт} \cdot h_{рт} = \rho_{воды} \cdot h_{воды}$

Из этого соотношения выразим искомую высоту столба воды $h_{воды}$:

$h_{воды} = h_{рт} \cdot \frac{\rho_{рт}}{\rho_{воды}}$

По условию задачи, вода в 13,6 раза легче ртути. Это означает, что плотность ртути в 13,6 раза больше плотности воды: $\frac{\rho_{рт}}{\rho_{воды}} = 13.6$.

Теперь подставим известные значения в формулу:

$h_{воды} = 0.76 \text{ м} \cdot 13.6 = 10.336 \text{ м}$

Округляя результат, получаем, что воду можно поднять примерно на 10,3 м.

Ответ: С помощью всасывающих насосов воду из водоемов можно поднять на высоту около 10,3 м.