Номер 451, страница 62 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Вес воздуха. Атмосферное давление - номер 451, страница 62.

Условие.

451. Когда мы втягиваем ртом воду через соломинку, вода поднимается вверх. Почему?

Решение.

Решение

Когда мы пьем жидкость через соломинку, подъем воды происходит не из-за того, что мы ее "всасываем" силой рта, а благодаря действию атмосферного давления. Этот процесс можно объяснить в несколько шагов:

1. В начальном состоянии на поверхность воды в стакане и на поверхность воды внутри соломинки действует одинаковое давление — атмосферное давление. Силы, действующие на воду, скомпенсированы, и уровень воды внутри и снаружи соломинки одинаков.

2. Когда мы прикладываем рот к соломинке и делаем втягивающее движение, мы на самом деле расширяем свою грудную клетку. Это увеличивает объем наших легких и ротовой полости, что приводит к уменьшению давления воздуха внутри рта и, как следствие, внутри соломинки. Давление в соломинке становится ниже атмосферного.

3. Теперь возникает разница давлений: снаружи на поверхность воды в стакане давит нормальное атмосферное давление ($P_{атм}$), а внутри соломинки давление воздуха ниже ($P_{вн} < P_{атм}$).

4. Эта разница давлений создает выталкивающую силу. Более высокое атмосферное давление, действующее на свободную поверхность воды в стакане, "заталкивает" воду вверх по соломинке в область с более низким давлением, стремясь выровнять давления. Вода будет подниматься до тех пор, пока давление, создаваемое столбом жидкости, вместе с пониженным давлением воздуха в соломинке не уравновесит внешнее атмосферное давление.

Таким образом, ключевую роль в этом явлении играет атмосферное давление, а мы лишь создаем необходимые для его действия условия.

Ответ:

Когда мы втягиваем воздух из соломинки, мы создаем в ней область пониженного давления. Внешнее атмосферное давление, которое действует на поверхность воды в сосуде, оказывается больше, чем давление внутри соломинки, и оно выталкивает воду вверх по соломинке.