Номер 6, страница 159 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 44. Сообщающиеся сосуды. Вопросы - номер 6, страница 159.

Условие.

6. На рисунке 5.37 изображён артезианский колодец. Слой земли 2 состоит из песка или другого материала, легко пропускающего воду. Слои 1 и 3, наоборот, водонепроницаемы. Объясните действие этого колодца. Почему вода бьёт из него фонтаном?

Рис. 5.37

Решение.

Объясните действие этого колодца.

На рисунке изображён артезианский колодец. Его принцип действия основан на использовании подземных вод, которые находятся под давлением. Водоносный слой (на рисунке обозначен цифрой 3 и изображен в виде потока) зажат между двумя водонепроницаемыми слоями (слой 1 сверху и скальные породы снизу). Вода в этот водоносный слой поступает из области питания, которая расположена на большей высоте (например, в предгорьях, как показано на заднем плане). Таким образом, весь водоносный слой оказывается под гидростатическим давлением, создаваемым весом воды в более высоких его частях. Когда скважина пробуривается через верхний водонепроницаемый слой (1) и достигает напорного водоносного слоя (3), она создаёт выход для воды, находящейся под давлением.

Ответ: Действие артезианского колодца заключается во вскрытии скважиной водоносного слоя, в котором вода находится под давлением из-за того, что он зажат между водонепроницаемыми пластами и его область питания находится на возвышенности.

Почему вода бьёт из него фонтаном?

Вода из артезианского колодца бьёт фонтаном в соответствии с законом сообщающихся сосудов. Водоносный слой и скважина представляют собой единую гидравлическую систему. Уровень, до которого вода в скважине может подняться под действием давления (пьезометрический уровень), соответствует уровню воды в области питания этого слоя. Если этот пьезометрический уровень находится выше поверхности земли в месте бурения скважины, то создаётся избыточное гидростатическое давление. Это давление, которое можно рассчитать по формуле $p = \rho g h$ (где $\text{h}$ — разность высот между пьезометрическим уровнем и устьем скважины), выталкивает воду из скважины на поверхность, образуя фонтан.

Ответ: Вода бьёт фонтаном, потому что гидростатическое давление в водоносном слое достаточно велико, чтобы поднять столб воды выше уровня земной поверхности в месте расположения колодца.