Номер 24, страница 18, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава IV. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Плавание тел. Параграф 17. Давление жидкостей и газов. Закон Паскаля - номер 24, страница 18.

Условие.

24. Почему в гидравлическом прессе используют жидкость, а не газ, хотя закон Паскаля справедлив и для газов?

Решение.

Решение

В основе работы гидравлического пресса лежит закон Паскаля, который гласит, что давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Хотя этот закон справедлив как для жидкостей, так и для газов, их ключевое физическое различие — сжимаемость — определяет выбор рабочего тела для пресса.

Основная причина заключается в том, что жидкости практически несжимаемы. Это означает, что их объем почти не изменяется даже под действием очень высокого давления. Когда на малый поршень гидравлического пресса действует сила, он перемещается, вытесняя определенный объем жидкости. Поскольку жидкость несжимаема, этот же объем немедленно перемещается под большой поршень, заставляя его подниматься. Таким образом, вся энергия, затраченная на перемещение малого поршня, почти полностью и без задержек передается большому поршню для совершения работы. Это обеспечивает жесткую и эффективную передачу усилия.

Газы, в отличие от жидкостей, очень хорошо сжимаемы. Если бы в прессе использовался газ, то при приложении силы к малому поршню значительная часть энергии и хода поршня ушла бы сначала на сжатие газа, то есть на уменьшение его объема. Только после того, как давление в системе достаточно возрастет, начнет перемещаться большой поршень. Это привело бы к низкой эффективности (большая часть работы совершается над газом, а не над прессуемым телом), задержке в срабатывании и «пружинящему» эффекту, поскольку система не будет жесткой. После снятия нагрузки сжатый газ будет расширяться, возвращая поршень, что нежелательно для большинства задач прессования.

Именно несжимаемость жидкости делает ее идеальным рабочим телом для гидравлических систем, где требуется точная и эффективная передача больших усилий.

Ответ: В гидравлическом прессе используют жидкость, а не газ, потому что жидкости практически несжимаемы. Это свойство обеспечивает быструю, точную и эффективную передачу давления и усилия от одного поршня к другому. Газы же легко сжимаются, поэтому при использовании газа значительная часть энергии расходовалась бы на его сжатие, а не на совершение полезной работы, что делает систему неэффективной и медленной.