Номер 436, страница 61 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Вес воздуха. Атмосферное давление - номер 436, страница 61.

Условие.

436. На рисунке 64 показан опыт, в котором человек стремится втянуть воду из сосуда через трубочку. Почему в трубке В вода поднимается, а в трубке А не поднимается? Какова роль атмосферного давления при этом?

Рис. 64

Решение.

Почему в трубке В вода поднимается, а в трубке А не поднимается?

В опыте, показанном на рисунке А, сосуд герметично закрыт. Когда человек пытается втянуть воздух из трубки, он уменьшает давление воздуха как в самой трубке, так и в пространстве над водой внутри сосуда. Внешнее атмосферное давление действует на наружные стенки сосуда, но не может действовать на поверхность воды внутри него. Поскольку давление над поверхностью воды в сосуде и внутри трубки становится одинаково низким, отсутствует разность давлений, которая могла бы поднять воду вверх по трубке.

В опыте на рисунке В сосуд не герметичен, в крышке есть отверстие. Поэтому на поверхность воды в сосуде действует атмосферное давление $P_{атм}$. Когда человек втягивает воздух из трубки, давление внутри нее $P_{трубки}$ становится ниже атмосферного. Возникает разность давлений $ΔP = P_{атм} - P_{трубки}$. Под действием этой разности давлений атмосферное давление выталкивает воду из сосуда вверх по трубке в область с более низким давлением.

Ответ: В трубке В вода поднимается, потому что атмосферное давление действует на поверхность воды в сосуде и выталкивает её в трубку, где давление понижено. В трубке А вода не поднимается, так как сосуд герметичен, и атмосферное давление не может воздействовать на поверхность воды внутри, чтобы создать необходимую для подъема разность давлений.

Какова роль атмосферного давления при этом?

Роль атмосферного давления в данном процессе является решающей. Именно атмосферное давление является той силой, которая поднимает (выдавливает) воду по трубке. Когда человек делает вдох через трубку, он лишь создает область пониженного давления внутри нее. Атмосферное давление, постоянно действующее на открытую поверхность жидкости, заставляет ее перемещаться из области высокого давления (поверхность воды в сосуде) в область низкого давления (внутри трубки). Если бы не было атмосферного давления (например, в вакууме), то сколько бы человек ни пытался втянуть воздух, вода по трубке не поднялась бы, так как отсутствовала бы внешняя сила, способная ее поднять.

Ответ: Атмосферное давление выполняет роль поршня: оно давит на поверхность воды в сосуде и заставляет ее подниматься по трубке, как только внутри трубки создается давление ниже атмосферного.