Номер 403, страница 49 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. 17. Давление газа. Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля - номер 403, страница 49.

Решение.

Для того чтобы вода поднялась по трубке и начала вытекать наружу, необходимо создать внутри герметично закрытого сосуда давление воздуха, превышающее сумму атмосферного давления снаружи и гидростатического давления столба воды в трубке. Когда давление воздуха внутри сосуда ($P_{вн}$) станет больше, чем давление снаружи ($P_{внеш}$), оно начнёт выталкивать воду вверх по трубке.

Условие для начала вытекания воды можно записать в виде формулы:

$P_{вн} > P_{атм} + \rho g h$

где $P_{атм}$ – это внешнее атмосферное давление, $\rho$ – плотность воды, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $\text{h}$ – высота столба воды от её поверхности в сосуде до верхнего края трубки.

Увеличить давление воздуха внутри сосуда можно несколькими способами:

1. Нагреть сосуд. При нагревании воздух, находящийся в пространстве над водой, будет расширяться. Так как объем сосуда постоянен, давление воздуха внутри него возрастет (согласно закону Шарля). Это повышенное давление будет выталкивать воду по трубке наружу.

2. Увеличить количество воздуха в сосуде. Если в крышке имеется второе отверстие, можно вдуть или накачать в сосуд дополнительный объём воздуха. Увеличение количества молекул газа в замкнутом пространстве приведет к росту давления.

3. Уменьшить объём сосуда. Если сосуд сделан из гибкого материала (например, пластиковая бутылка), то его можно сжать. Уменьшение объёма, занимаемого воздухом, приведёт к увеличению его давления (согласно закону Бойля-Мариотта), и вода будет вытесняться наружу.

Ответ: Необходимо увеличить давление воздуха внутри сосуда над поверхностью воды. Это можно сделать, например, нагрев сосуд, сжав его (если он гибкий) или накачав в него дополнительный воздух.