Номер 3, страница 156 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 43. Давление на дне морей и океанов. Исследование морских глубин. Темы докладов - номер 3, страница 156.

Условие.

Решение.

Давление в глубинах океана

Давление в океане создается весом столба воды, находящегося над определенной точкой, и называется гидростатическим давлением. Оно увеличивается с глубиной и рассчитывается по формуле: $p = \rho \cdot g \cdot h$, где $\rho$ – плотность морской воды (около $1030 \, \text{кг/м}^3$), $\text{g}$ – ускорение свободного падения (примерно $9.8 \, \text{м/с}^2$), а $\text{h}$ – глубина в метрах. Полное давление на глубине равно сумме гидростатического и атмосферного давления на поверхности ($p_{атм} \approx 101325 \, \text{Па}$ или 1 атмосфера): $p_{полное} = p_{атм} + \rho g h$. Каждые 10 метров глубины добавляют примерно одну атмосферу к давлению. На максимальных глубинах, например, в Марианской впадине (около 11 000 м), давление достигает колоссальных значений. Рассчитаем его: $p \approx 1030 \, \text{кг/м}^3 \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \cdot 11000 \, \text{м} \approx 1.11 \cdot 10^8 \, \text{Па}$. Это более чем в 1000 раз превышает нормальное атмосферное давление на уровне моря.

Ответ: Давление в глубинах океана является гидростатическим, оно прямо пропорционально глубине и плотности воды и может достигать значений, в тысячи раз превышающих атмосферное давление.

Приспосабливаемость живых организмов

Живые организмы, обитающие на больших глубинах, выработали уникальные приспособления для выживания в условиях экстремального давления. Основной принцип их адаптации заключается в том, что внутреннее давление в их телах полностью уравновешивает внешнее давление окружающей воды. Это возможно благодаря нескольким ключевым факторам:
1. Отсутствие газовых полостей. У глубоководных существ нет сжимаемых газовых полостей, таких как плавательный пузырь у многих рыб мелководья. Их тела в основном состоят из воды, которая практически не сжимается, что предотвращает их раздавливание.
2. Биохимические адаптации. Клеточные мембраны глубоководных организмов содержат большое количество ненасыщенных жирных кислот, что позволяет им сохранять текучесть и функциональность под высоким давлением. Белки этих организмов имеют более стабильную структуру, устойчивую к денатурации. Кроме того, в их клетках накапливаются специальные органические молекулы – пьезолиты (например, триметиламиноксид, ТМАО), которые стабилизируют белки и ферменты, противодействуя разрушительному воздействию давления.
3. Физиологические и морфологические адаптации. Многие глубоководные животные имеют мягкие, студенистые тела и гибкий хрящевой или отсутствующий скелет, что также помогает им выдерживать огромное давление. Их метаболизм часто замедлен, что является адаптацией к холодной и бедной пищей среде. Примерами таких организмов являются марианский морской слизень, гигантские амфиподы и рыбы-удильщики.

Ответ: Приспособляемость живых организмов к высокому давлению обеспечивается за счет выравнивания внутреннего и внешнего давления, отсутствия сжимаемых газовых полостей в теле, а также ряда биохимических (измененный состав мембран, стабильные белки, наличие пьезолитов) и морфологических (студенистое тело, гибкий скелет) адаптаций.