Номер 23.6, страница 77 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 23. Закон Паскаля. Гидравлический пресс. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 23.6, страница 77.

23.6 [491] Объясните действие фонтана, изображённого на рисун-

ке III-24.

Рис. III-24

Решение

Принцип действия фонтана, изображённого на рисунке, основан на явлении теплового расширения газов и законах гидростатики.

1. Спиртовка нагревает воздух в левой круглодонной колбе.
2. При нагревании газы имеют свойство расширяться. Воздух из левой колбы, увеличиваясь в объёме, переходит по соединительной трубке в пространство над водой в правой бутыли.
3. В результате этого давление воздуха над поверхностью воды в правой бутыли ($p_{внутр}$) становится больше, чем давление окружающего воздуха, то есть атмосферное давление ($p_{атм}$).
4. Согласно закону Паскаля, это созданное избыточное давление передаётся во все точки жидкости одинаково по всем направлениям. Давление действует и на поверхность воды, находящуюся у нижнего конца вертикальной трубки.
5. Из-за разности давлений внутри бутыли и снаружи ($p_{внутр} > p_{атм}$) на воду в трубке действует выталкивающая сила. Эта сила поднимает столб воды вверх по трубке. Когда вода достигает верхнего края, она выбрасывается наружу, образуя фонтан.

Фонтан будет продолжать работать до тех пор, пока будет поддерживаться разность давлений, то есть пока колба с воздухом нагревается.

Ответ: Работа фонтана основана на тепловом расширении воздуха. Нагреваемый в левой колбе воздух расширяется, переходит в правую бутыль и создаёт над поверхностью воды давление, которое превышает атмосферное. Это избыточное давление выталкивает воду вверх по вертикальной трубке, создавая фонтан.