Номер 26.8, страница 92 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 26. Насосы. Манометры. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 26.8, страница 92.

26.8 [589] Зачем шланги к насосам, используемым для откачивания воздуха из баллонов, делают из толстостенной резиновой трубки (иногда усиленной стальной спиралью)?

Решение

Когда насос откачивает воздух из баллона, он создает внутри соединительного шланга область сильно пониженного давления, то есть вакуум. В то же время снаружи на шланг действует нормальное атмосферное давление, которое значительно выше, чем давление внутри шланга. Обозначим давление внутри шланга как $P_{внутр}$, а атмосферное давление как $P_{атм}$.

Возникает большая разность давлений $\Delta P = P_{атм} - P_{внутр}$. Эта разность давлений создает силу, которая действует на стенки шланга и направлена снаружи внутрь. Эта сила стремится сжать, или, как говорят, "схлопнуть" шланг. Если бы шланг был изготовлен из тонкостенной резины, он бы не выдержал такого воздействия и сплющился, перекрыв тем самым путь для откачиваемого воздуха и сделав работу насоса невозможной.

Для того чтобы противостоять сжимающей силе атмосферного давления, шланги для вакуумных систем изготавливают из толстостенной резины. Толстые стенки придают шлангу необходимую жесткость и прочность, позволяя ему сохранять свою форму и не деформироваться под действием внешнего давления.

Усиление шланга стальной спиралью является дополнительной мерой для увеличения его прочности на сжатие. Спираль работает как каркас, который эффективно сопротивляется деформации и предотвращает схлопывание шланга даже при создании глубокого вакуума или при его изгибах.

Ответ: Шланги для откачивания воздуха делают из толстостенной резины, чтобы они могли противостоять внешнему атмосферному давлению и не сжиматься (не схлопываться), когда внутри насосом создается вакуум. Усиление стальной спиралью придает дополнительную жесткость и прочность, предотвращая деформацию шланга.