Номер 3, страница 34, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 52. Водопровод и канализация — важнейшие инженерные изобретения человечества. Вопросы и задания - номер 3, страница 34.

Условие.

3. Для чего нужна водонапорная башня?

Решение.

Водонапорная башня — это инженерное сооружение, являющееся частью системы централизованного водоснабжения. Она предназначена для выполнения нескольких ключевых функций, основанных на физических принципах.

1. Создание и поддержание давления (напора) в водопроводной сети.

Основной принцип работы водонапорной башни основан на законе сообщающихся сосудов и создании гидростатического давления. Вода с помощью насосов закачивается из источника (артезианской скважины, реки) в большой бак (резервуар), расположенный на значительной высоте. За счет силы тяжести вода из бака стремится вниз, создавая давление в водопроводных трубах. Это давление $\text{P}$ зависит от высоты столба жидкости $\text{h}$ (разницы уровней между поверхностью воды в баке и точкой потребления) и рассчитывается по формуле:

$P = \rho \cdot g \cdot h$

где $\rho$ — плотность воды (около $1000 \text{ кг/м}^3$), $\text{g}$ — ускорение свободного падения (примерно $9.8 \text{ м/с}^2$).

Таким образом, башня обеспечивает стабильный напор воды у всех потребителей, подключенных к сети, даже на верхних этажах зданий.

2. Выравнивание работы насосной станции.

Потребление воды в населенном пункте неравномерно в течение суток: минимально ночью и максимально в утренние и вечерние часы. Водонапорная башня сглаживает эти пики. В часы низкого водопотребления насосы работают в оптимальном режиме, заполняя бак. Во время пикового спроса, когда расход воды превышает производительность насосов, недостающий объем компенсируется за счет накопленного запаса. Это позволяет избежать постоянного включения и выключения мощных насосов, что экономит электроэнергию и продлевает срок службы оборудования.

3. Хранение резервного запаса воды.

Бак башни содержит определенный запас воды, который может быть использован в чрезвычайных ситуациях. Например, при отключении электроэнергии и остановке насосов, потребители некоторое время будут получать воду самотёком из башни. Также этот запас крайне важен для целей пожаротушения, так как позволяет обеспечить быструю подачу большого объема воды под достаточным давлением к пожарным гидрантам.

Ответ: Водонапорная башня нужна для того, чтобы создавать и поддерживать стабильное давление в водопроводной сети, накапливать воду для покрытия пиковых нагрузок потребления и обеспечивать резервный запас воды на случай аварий или для нужд пожаротушения.