Номер 445, страница 62 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Вес воздуха. Атмосферное давление - номер 445, страница 62.

Условие.

445. Объясните на основе законов физики: а) действие медицинских банок; б) действие шприцев при набирании лекарства; в) действие присосок.

Решение.

а) действие медицинских банок

Принцип действия медицинских банок основан на создании области пониженного давления. Перед тем как поставить банку, в ней на короткое время сжигают смоченный спиртом фитиль или просто вносят горящий предмет. Это приводит к нагреванию воздуха внутри банки. Согласно закону Гей-Люссака, при постоянном объеме давление газа пропорционально его абсолютной температуре ($p/T = const$). Когда горячую банку быстро прикладывают к коже, воздух внутри начинает остывать. При остывании давление воздуха внутри банки ($P_{внутр}$) значительно уменьшается и становится меньше атмосферного давления ($P_{атм}$), которое действует снаружи. Возникшая разность давлений ($P_{атм} > P_{внутр}$) создает силу, которая прижимает банку к телу и втягивает кожу внутрь.

Ответ: Действие медицинских банок основано на том, что при остывании воздуха внутри банки его давление падает, и внешнее атмосферное давление прижимает банку к телу.

б) действие шприцев при набирании лекарства

Действие шприца при набирании лекарства также основано на использовании разности давлений. Иглу шприца опускают в жидкость. Когда поршень шприца начинают тянуть вверх, объем пространства под поршнем увеличивается. Согласно закону Бойля-Мариотта, при постоянной температуре давление газа обратно пропорционально его объему ($p \cdot V = const$). Увеличение объема приводит к уменьшению давления воздуха ($P_{внутр}$) под поршнем. В то же время на поверхность лекарства в ампуле или флаконе действует нормальное атмосферное давление ($P_{атм}$). Так как внешнее давление ($P_{атм}$) становится больше, чем давление внутри шприца ($P_{внутр}$), эта разность давлений заставляет жидкость подниматься по игле и заполнять освобождающееся пространство в цилиндре шприца.

Ответ: Действие шприца основано на создании пониженного давления внутри его цилиндра при движении поршня, в результате чего внешнее атмосферное давление "заталкивает" лекарство внутрь.

в) действие присосок

Действие присоски основано на создании вакуумного уплотнения и использовании силы атмосферного давления. Когда присоску из гибкого материала (например, резины) прижимают к гладкой поверхности, воздух из-под нее вытесняется. Благодаря упругости материала присоска стремится вернуться к своей первоначальной форме, немного отходя от поверхности и увеличивая объем замкнутого пространства между ней и поверхностью. Это приводит к созданию области с давлением ($P_{внутр}$), которое значительно ниже атмосферного ($P_{атм}$). Внешнее атмосферное давление, действующее на всю наружную поверхность присоски, создает силу, прижимающую ее к поверхности. Эта сила $\text{F}$ равна произведению разности давлений на площадь присоски: $F = (P_{атм} - P_{внутр}) \cdot S$. Чем лучше уплотнение и чем больше площадь присоски, тем сильнее она держится.

Ответ: Действие присосок основано на том, что при их прижатии к поверхности под ними создается область пониженного давления, и внешнее атмосферное давление удерживает их на месте.