Номер 1, страница 169 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 46. Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли. Вопросы - номер 1, страница 169.

Условие.

1. Почему давление атмосферы нельзя рассчитать так же, как рассчитывают давление жидкости на дно сосуда?

Решение.

1. Давление столба жидкости на дно сосуда рассчитывается по формуле $p = \rho g h$, где $\rho$ – плотность жидкости, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $\text{h}$ – высота столба жидкости. Эта формула применима только в том случае, если плотность и ускорение свободного падения постоянны по всей высоте столба. Атмосфера, в отличие от жидкости в сосуде, обладает тремя ключевыми особенностями, которые не позволяют использовать эту формулу напрямую:

1. Переменная плотность. Воздух является сжимаемым газом. Нижние слои атмосферы сжаты весом верхних слоев, поэтому их плотность значительно выше, чем плотность на больших высотах. Плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты.

2. Отсутствие четкой верхней границы. Атмосфера не имеет определенной высоты $\text{h}$. Она постепенно разрежается и переходит в межпланетное пространство, поэтому невозможно измерить точную высоту «воздушного столба».

3. Переменное ускорение свободного падения. Ускорение свободного падения $\text{g}$ также уменьшается с высотой (с удалением от центра Земли), хотя это изменение менее существенно, чем изменение плотности.

Из-за этих факторов для расчета атмосферного давления требуется интегрирование по высоте с учетом зависимости плотности и ускорения свободного падения от высоты (барометрическая формула), а простая формула $p = \rho g h$ неприменима.

Ответ: Давление атмосферы нельзя рассчитать так же, как давление жидкости, потому что атмосфера, в отличие от жидкости в сосуде, не имеет постоянной плотности (она убывает с высотой) и четко определенной высоты.