Номер 25.4, страница 85 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 25. Атмосферное давление. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 25.4, страница 85.

25.4 [548] Почему при откачивании воздуха вода поднимается в трубке B, а в трубке A не поднимается (рис. III-51)?

Рис. III-51

Решение

При откачивании воздуха из U-образной трубки насосом давление внутри нее, обозначим его $p_{внутр}$, становится меньше внешнего атмосферного давления $p_{атм}$. Атмосферное давление действует на поверхность воды в обоих стаканах, которые открыты в атмосферу.

Для трубки B, которая является герметичной, создается перепад давлений $p_{атм} > p_{внутр}$. Под действием этого перепада внешнее атмосферное давление выталкивает воду из стакана вверх в трубку. Вода поднимается на такую высоту $h$, чтобы гидростатическое давление столба жидкости уравновесило разность давлений: $\Delta p = p_{атм} - p_{внутр} = \rho g h$, где $\rho$ – плотность воды.

В трубке A вода не поднимается, что указывает на отсутствие значительного перепада давлений между внутренней полостью трубки и атмосферой. Это означает, что давление внутри трубки A остается примерно равным атмосферному. Такое возможно, если трубка A негерметична, то есть имеет отверстие или трещину в части, находящейся выше уровня воды. Когда насос работает, он откачивает воздух, но через отверстие в трубку A сразу же поступает новый воздух из атмосферы. В результате разрежение в трубке A не создается, и сила атмосферного давления не может поднять в нее воду.

Ответ:

Вода поднимается в трубке B из-за того, что при откачке воздуха давление внутри нее становится ниже атмосферного, и разность давлений заставляет воду подниматься. В трубке A вода не поднимается, потому что она негерметична (имеет трещину или отверстие выше уровня воды), и из-за подсоса воздуха из атмосферы давление внутри нее не падает, оставаясь практически равным атмосферному.