Номер 448, страница 55 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. 20. Вес воздуха. Атмосферное давление. Опыт Торричелли. Гидравлические механизмы - номер 448, страница 55.

Решение.

Решение

Данное явление можно объяснить на основе законов давления газов. Рассмотрим процесс поэтапно.

1. В начальный момент времени, до начала откачки воздуха, давление под колоколом воздушного насоса равно атмосферному давлению. Воздух, находящийся в пузырьке над водой, также находится под атмосферным давлением. Давление воздуха внутри пузырька ($P_{внутри}$) уравновешивается давлением воздуха снаружи ($P_{снаружи}$) под колоколом.

2. Когда с помощью насоса начинают откачивать воздух из-под колокола, давление воздуха в пространстве под колоколом ($P_{снаружи}$) начинает уменьшаться.

3. Пузырёк с водой герметично закрыт пробкой, поэтому воздух, который находится внутри над поверхностью воды, не может выйти. Его давление ($P_{внутри}$) остается прежним, то есть равным начальному атмосферному давлению.

4. В результате возникает разность давлений: давление воздуха внутри пузырька становится значительно больше, чем давление воздуха снаружи ($P_{внутри} > P_{снаружи}$).

5. Эта разность давлений создает силу, которая действует на поверхность воды внутри пузырька. Давление воздуха внутри пузырька давит на воду и выталкивает ее вверх по стеклянной трубке. Так как на выходе из трубки давление низкое, вода устремляется в эту область и вырывается наружу, образуя фонтан.

Таким образом, фонтан является следствием того, что более высокое давление воздуха внутри замкнутого сосуда выталкивает жидкость в область с более низким давлением.

Ответ: Фонтан бьет из трубки потому, что при откачивании воздуха из-под колокола давление снаружи пузырька падает. Давление воздуха, запертого в пространстве над водой внутри пузырька, остается высоким (равным первоначальному атмосферному) и выталкивает воду через трубку в область пониженного давления.