Номер 3, страница 57 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Самостоятельные работы. СР-26. Давление газа. Вариант № 2 - номер 3, страница 57.

Решение.

Почему сжатые газы хранят в специальных баллонах?

Сжатые газы находятся под очень высоким давлением, которое значительно превышает атмосферное. Это давление создает большую силу, действующую на внутренние стенки сосуда. Обычная емкость не способна выдержать такую нагрузку и может разрушиться. Поэтому для хранения и транспортировки сжатых газов используют специальные баллоны, которые обладают рядом ключевых характеристик:

• Высокая прочность: Баллоны изготавливаются из толстых листов высокопрочной стали или из композитных материалов, способных выдерживать экстремальное давление.
• Особая форма: Цилиндрическая или сферическая форма без углов позволяет равномерно распределять давление по всей внутренней поверхности, минимизируя концентрацию напряжений.
• Надежность конструкции: Часто баллоны делают бесшовными, чтобы исключить слабые места, которыми могли бы быть сварные швы.

Использование таких баллонов является обязательной мерой безопасности для предотвращения утечек и взрывов.

Ответ: Сжатые газы хранят в специальных баллонах, потому что они создают очень высокое внутреннее давление, и только прочные, специально сконструированные баллоны могут безопасно его выдерживать, предотвращая разрушение и взрыв.

Почему опасно в летнее время оставлять их на балконе?

Оставлять баллоны со сжатым газом на балконе в летнее время опасно из-за прямого воздействия солнечных лучей. Это связано с физическими законами, описывающими состояние газа. Для газа в замкнутом объеме (каким является баллон) его давление напрямую зависит от температуры. Эта зависимость описывается уравнением состояния идеального газа или, в частном случае при постоянном объеме, законом Шарля:

$\frac{p_1}{T_1} = \frac{p_2}{T_2}$

где $\text{p}$ – давление газа, а $\text{T}$ – его абсолютная температура. Из формулы видно, что при нагревании газа (увеличении $\text{T}$) его давление ($\text{p}$) также возрастает.

Летом на солнечном балконе температура может достигать очень высоких значений, что приводит к сильному нагреву баллона и газа внутри него. Давление газа может увеличиться настолько, что превысит предел прочности, на который рассчитан баллон. В результате баллон может разорваться, что приведет к мощному взрыву, опасному для жизни и способному нанести серьезные разрушения.

Ответ: В летнее время на балконе баллон может сильно нагреться под воздействием солнечных лучей. Нагрев газа в замкнутом объеме приводит к значительному увеличению давления, что может превысить предел прочности баллона и вызвать его взрыв.