Номер 23.4, страница 77 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 23. Закон Паскаля. Гидравлический пресс - номер 23.4, страница 77.

Условие.

23.4 [489] Сосуд плотно закрыт пробкой, в которую вставлены две трубки (рис. III-23). Если подуть в трубку 1, то вода через трубку 2 выливается из сосуда. Будет ли вытекать вода из трубки 1, если подуть в трубку 2?

Рис. III-23

Решение 3.

Решение 4.

Решение 5.

Решение 6.

Решение 7.

Решение

Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо понять физические принципы, лежащие в основе данного явления.

1. Когда дуют в трубку 1. Трубка 1 короткая и ее конец находится в воздушном пространстве над водой в колбе. Когда в нее дуют, в герметично закрытую колбу нагнетается дополнительный воздух. Это приводит к увеличению давления воздуха над поверхностью воды. Давление в колбе ($P_{колбы}$) становится больше, чем атмосферное давление ($P_{атм}$) снаружи. Это избыточное давление ($P_{колбы} > P_{атм}$) действует на поверхность воды в колбе и выталкивает воду вверх по трубке 2, конец которой погружен в воду. В результате вода выливается из трубки 2.

2. Когда дуют в трубку 2. Трубка 2 длинная, и ее конец опущен в воду внутри колбы. Если подуть в эту трубку, воздух будет проходить через нее и выходить в воду в виде пузырьков. Эти пузырьки будут подниматься на поверхность и скапливаться в воздушном пространстве над водой. Точно так же, как и в первом случае, это приведет к увеличению количества воздуха в колбе и, как следствие, к увеличению давления над водой ($P_{колбы} > P_{атм}$).

Теперь рассмотрим, что произойдет с трубкой 1 в этой ситуации. Трубка 1 соединяет пространство с повышенным давлением воздуха внутри колбы с окружающей атмосферой, где давление ниже. Поскольку конец трубки 1 находится над поверхностью воды, из-за этой разницы давлений через трубку 1 будет выходить не вода, а воздух, стремясь выровнять давление внутри колбы с атмосферным.

Таким образом, вода не может вытекать из трубки 1, так как ее уровень находится ниже отверстия этой трубки.

Ответ: Нет, вода из трубки 1 вытекать не будет. Если подуть в трубку 2, то давление воздуха в колбе над водой увеличится, и этот сжатый воздух будет выходить наружу через трубку 1.