Номер 2, страница 10 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества. Самостоятельные работы. СР-7. Строение вещества. Вариант 1 - номер 2, страница 10.

Условие.

2. В плотно закрытой бутылке, заполненной водой, имеется пузырёк воздуха. Когда этот пузырёк больше — в тёплую или в прохладную погоду?

Решение.

Решение

Размер пузырька воздуха в плотно закрытой бутылке с водой зависит от явления теплового расширения. При изменении температуры изменяются объёмы всех тел: самой бутылки, воды в ней и воздуха в пузырьке.

Ключевым для решения этой задачи является сравнение коэффициентов объёмного теплового расширения воды и материала бутылки (например, стекла или пластика). Коэффициент теплового расширения воды значительно больше, чем у твёрдых тел, из которых сделана бутылка. Это означает, что при одинаковом изменении температуры вода изменит свой объём заметно сильнее, чем внутренний объём бутылки.

Рассмотрим два случая:

1. В тёплую погоду (нагревание)

При повышении температуры и вода, и бутылка расширяются. Однако из-за большего коэффициента расширения объём воды увеличится сильнее, чем внутренний объём бутылки. Так как система замкнута, а вода является практически несжимаемой жидкостью, расширяющаяся вода будет сжимать легко сжимаемый воздух в пузырьке. В результате объём пузырька уменьшится.

2. В прохладную погоду (охлаждение)

При понижении температуры происходит обратный процесс. И вода, и бутылка сжимаются (уменьшаются в объёме). Вода сожмётся сильнее, чем бутылка. Это приведёт к тому, что вода будет занимать меньшую часть внутреннего объёма бутылки, освобождая дополнительное пространство. Это пространство заполнит воздух, и, следовательно, объём пузырька увеличится.

Таким образом, хотя сам по себе воздух при нагревании расширяется, а при охлаждении сжимается, в данном случае его объём определяется в первую очередь объёмом, который оставляет ему вода.

Ответ: Пузырёк воздуха больше в прохладную погоду.