Номер 3, страница 52 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Самостоятельные работы. СР-44. Манометры. Поршневой жидкостный насос. Вариант 2 - номер 3, страница 52.

Условие.

3. У поршневых жидкостных насосов поршень должен плотно прилегать к стенкам трубки насоса. Почему?

Решение.

Работа поршневого жидкостного насоса основана на попеременном создании областей низкого и высокого давления в его рабочей камере (цилиндре). Поршень, двигаясь внутри цилиндра, играет ключевую роль в этом процессе, и его плотное прилегание к стенкам необходимо по следующим причинам:

1. Создание разрежения (всасывание). Когда поршень движется, увеличивая объем рабочей камеры, давление в ней падает. Внешнее, как правило, атмосферное давление, становится выше, чем давление внутри насоса, и "заталкивает" жидкость в цилиндр через впускной клапан. Если между поршнем и стенками будет зазор, то в создаваемую область низкого давления будет просачиваться воздух или жидкость с другой стороны поршня. Это не позволит создать достаточную разность давлений, и процесс всасывания будет неэффективным или не произойдет вовсе.

2. Создание высокого давления (нагнетание). При обратном движении поршень уменьшает объем рабочей камеры, сжимая находящуюся в ней жидкость. Давление жидкости резко возрастает, она выталкивается из насоса через выпускной клапан. Если поршень прилегает неплотно, то жидкость под высоким давлением будет просто перетекать через зазор обратно на сторону всасывания, вместо того чтобы направляться в выпускной патрубок. Это приведет к резкому снижению производительности насоса и его неспособности перекачивать жидкость против силы тяжести или в систему с высоким давлением.

Таким образом, плотный контакт поршня со стенками обеспечивает герметичность, которая является fundamentalным условием для создания необходимой разности давлений и, как следствие, для функционирования всего насоса.

Ответ: Поршень должен плотно прилегать к стенкам трубки насоса для обеспечения герметичности его рабочей камеры. Это необходимо для того, чтобы при движении поршня можно было эффективно создавать разность давлений: пониженное давление для всасывания жидкости и повышенное давление для ее выталкивания. Без герметичности насос не сможет выполнять свою функцию, так как жидкость будет перетекать через зазоры, уравнивая давление.