Номер 1, страница 44, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 55. Лабораторные и исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 1, страница 44.

Условие.

Использование давления газа в технических устройствах.

Решение.

Давление газа, обусловленное хаотичным движением его молекул и их столкновениями со стенками сосуда, является фундаментальным физическим явлением. Согласно закону Паскаля, это давление передается равномерно во всех направлениях. Данное свойство нашло широчайшее применение в различных технических устройствах и технологиях. Рассмотрим основные области использования давления газа.

Пневматические системы

Пневматика использует энергию сжатого газа (чаще всего воздуха) для совершения механической работы. Давление газа преобразуется в движение исполнительных механизмов. Примеры:

• Пневматический инструмент: отбойные молотки, гайковерты, краскопульты, где сжатый воздух приводит в движение поршни или турбины.
• Тормозные системы: в большегрузном транспорте (грузовики, поезда) сжатый воздух создает усилие для прижатия тормозных колодок.
• Промышленная автоматика: пневмоцилиндры используются для перемещения, зажима и позиционирования деталей на производственных линиях.
• Привод автоматических дверей: в общественном транспорте (автобусы, метро) для плавного и надежного открытия/закрытия дверей.

Ответ: В пневматических системах давление сжатого газа используется для приведения в действие инструментов, тормозных механизмов и промышленных приводов.

Тепловые двигатели

В этих устройствах используется принцип расширения рабочего тела (газа) при нагревании. Высокое давление нагретого газа совершает работу, преобразуя тепловую энергию в механическую.

• Двигатель внутреннего сгорания (ДВС): сгорание топливно-воздушной смеси создает газы под высоким давлением, которые толкают поршни, приводя в движение коленчатый вал автомобиля.
• Паровые и газовые турбины: струя пара или горячего газа под высоким давлением вращает лопатки турбины. Этот принцип используется на большинстве электростанций и в авиационных двигателях.
• Реактивные двигатели: раскаленные газы, образующиеся при сгорании топлива, с огромной скоростью выбрасываются из сопла, создавая реактивную тягу по третьему закону Ньютона.

Ответ: В тепловых двигателях высокое давление нагретого газа или пара используется для совершения механической работы, что является основой работы ДВС, турбин и реактивных двигателей.

Надувные конструкции и шины

Давление газа используется для придания формы, жесткости и амортизирующих свойств различным эластичным оболочкам.

• Шины транспортных средств: давление воздуха внутри шины поддерживает вес автомобиля, обеспечивает сцепление с дорогой и поглощает мелкие неровности.
• Пневматическая подвеска: позволяет изменять клиренс и жесткость подвески автомобилей за счет изменения давления в специальных камерах.
• Надувные изделия: лодки, матрасы, спасательные жилеты, батуты и даже временные сооружения (ангары) получают свою форму и несущую способность благодаря избыточному давлению воздуха.

Ответ: Давление газа внутри эластичных оболочек используется для поддержания формы и амортизации в автомобильных шинах, пневмоподвесках и различных надувных конструкциях.

Специальные и бытовые применения

Давление газов применяется во множестве других устройств, встречающихся в быту и специальной технике.

• Аэрозольные баллоны: сжатый газ-пропеллент выталкивает содержимое (краску, дезодорант) при нажатии на клапан.
• Огнетушители: давление инертного газа (например, $CO_2$) используется для выброса огнетушащего вещества (порошка или пены).
• Газовые пружины (газлифты): применяются для удержания в открытом положении капотов и дверей багажников автомобилей.
• Газирование напитков: углекислый газ под давлением растворяется в жидкости.

Ответ: В быту и специальной технике давление газа используется для распыления веществ из аэрозольных баллонов, работы огнетушителей, в газовых пружинах и для газирования напитков.