Номер 405, страница 49 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. 18. Давление в жидкости и газе. Расчёт давления жидкости на дно и стенки сосуда - номер 405, страница 49.

Решение.

Это явление объясняется изменением давления, которое действует на пузырёк воздуха по мере его подъёма со дна водоёма к поверхности.

Давление в жидкости складывается из атмосферного давления $p_{атм}$ на поверхности и гидростатического давления $p_{гидр}$, создаваемого столбом воды. Гидростатическое давление прямо пропорционально глубине и вычисляется по формуле $p_{гидр} = \rho g h$, где $\rho$ – плотность воды, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $\text{h}$ – глубина.

Следовательно, полное давление $\text{p}$ на пузырёк на глубине $\text{h}$ составляет $p = p_{атм} + \rho g h$.

На дне водоёма глубина $\text{h}$ максимальна, поэтому и давление, действующее на пузырёк, является наибольшим. По мере всплытия пузырька глубина $\text{h}$ уменьшается, что приводит к уменьшению общего давления на него. На самой поверхности ($h=0$) давление минимально и равно атмосферному.

Согласно закону Бойля–Мариотта, при постоянной температуре объём $\text{V}$ данной массы газа обратно пропорционален давлению $\text{p}$, под которым он находится ($p V = \text{const}$). Поскольку при подъёме пузырька внешнее давление на него падает, его объём соответственно увеличивается.

Таким образом, пузырёк воздуха, поднимаясь со дна, где высокое давление сжимает его, к поверхности, где давление значительно ниже, расширяется, увеличиваясь в объёме. Ответ: Объём пузырьков воздуха увеличивается, потому что при их подъёме к поверхности уменьшается гидростатическое давление воды, и, согласно закону Бойля–Мариотта, уменьшение внешнего давления на газ приводит к увеличению его объёма.