Номер 444, страница 62 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Вес воздуха. Атмосферное давление - номер 444, страница 62.

Условие.

444. Вода, налитая в воронку, плотно вставленную в горлышко колбы (рис. 68), не проходит внутрь колбы. Почему? Как на практике пользуются воронкой?

Рис. 68

Решение.

Вода, налитая в воронку, плотно вставленную в горлышко колбы (рис. 68), не проходит внутрь колбы. Почему?

Колба, которая кажется пустой, на самом деле целиком заполнена воздухом. Когда воронка плотно вставляется в горлышко колбы, она герметично его закупоривает, не оставляя воздуху пути для выхода. Налитая в воронку вода своим весом создает гидростатическое давление ($P = \rho g h$, где $\rho$ – плотность воды, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, $\text{h}$ – высота столба воды) и стремится вытеснить воздух из колбы. Однако, поскольку воздух заперт, он сжимается под давлением воды, и его собственное давление возрастает. Вскоре давление сжатого воздуха внутри колбы становится равным давлению столба воды, и дальнейшее поступление жидкости прекращается.

Ответ: Вода не проходит в колбу, так как колба заполнена воздухом. Плотно вставленная воронка перекрывает выход для воздуха, и его давление уравновешивает давление столба воды, препятствуя ее течению.

Как на практике пользуются воронкой?

Чтобы жидкость могла свободно переливаться из воронки в сосуд, необходимо обеспечить возможность для воздуха, находящегося в сосуде, выходить наружу. На практике это достигается несколькими способами. Чаще всего воронку вставляют в горлышко не до конца, оставляя небольшой зазор между стенками воронки и сосуда. Также можно периодически слегка приподнимать воронку, чтобы выпустить скопившийся воздух. Существуют и специальные лабораторные воронки, на носике которых имеются желобки или ребра; они создают постоянный канал для выхода воздуха, даже если воронка установлена плотно.

Ответ: На практике воронку вставляют в горлышко сосуда неплотно, чтобы оставить зазор для выхода воздуха, либо периодически приподнимают её в процессе переливания жидкости.