Номер 2, страница 136 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Упражнение 23. Параграф 40. Сообщающиеся сосуды. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 2, страница 136.

Условие.

2. Объясните, как работает водомерное стекло, показанное на рисунке 124. Подумайте, для чего используют водомерные стёкла.

Решение.

Решение 2.

Как работает водомерное стекло

Принцип работы водомерного стекла, показанного на рисунке, основан на физическом законе о сообщающихся сосудах. Паровой котёл и соединённая с ним стеклянная трубка представляют собой систему сообщающихся сосудов. Нижний конец трубки через кран подключён к котлу в той его части, где находится вода, а верхний конец через другой кран — к той части, где находится пар. Давление пара над поверхностью воды одинаково как в основном объёме котла, так и в узкой трубке. Согласно закону сообщающихся сосудов, если давление над поверхностью жидкости в соединённых сосудах одинаково, то уровни однородной жидкости в них будут находиться на одной и той же высоте. Следовательно, уровень воды в прозрачной стеклянной трубке в точности соответствует уровню воды внутри непрозрачного котла. Это позволяет оператору визуально контролировать количество воды. Краны служат для того, чтобы можно было отключить водомерное стекло от котла для его обслуживания (например, чистки или замены) без необходимости останавливать работу всего котла.

Ответ: Водомерное стекло работает по принципу сообщающихся сосудов. Поскольку давление пара над водой в котле и в соединённой с ним трубке одинаково, уровень воды в них устанавливается на одной высоте, что и позволяет видеть уровень воды в котле.

Для чего используют водомерные стёкла

Водомерные стёкла (или в общем случае указатели уровня жидкости) применяют для визуального контроля за уровнем жидкости в закрытых, непрозрачных ёмкостях, особенно если они находятся под давлением. Это простой и надёжный способ прямого наблюдения. Основные сферы использования:

• Паровые котлы и сосуды под давлением. Это их самое известное применение. Контроль уровня воды в паровом котле жизненно важен для безопасности. Слишком низкий уровень может привести к перегреву и разрушению стенок котла, что чревато взрывом. Слишком высокий уровень может вызвать заброс воды в паропровод (гидроудар), что ведёт к повреждению паровых машин или турбин.
• Промышленные резервуары и технологические аппараты. В химической, нефтеперерабатывающей и пищевой промышленности указатели уровня используются для контроля количества сырья, реагентов и готовой продукции в баках, реакторах, сепараторах.
• Бытовые приборы. Упрощённые версии указателей уровня, работающие по тому же принципу, можно встретить во многих бытовых устройствах, например, в кофеварках, паровых утюгах или увлажнителях воздуха, где необходимо видеть, сколько воды осталось в резервуаре.

Ответ: Водомерные стёкла используют для визуального контроля уровня жидкости в закрытых сосудах (чаще всего в паровых котлах и промышленных резервуарах), что необходимо для обеспечения безопасности персонала, исправности оборудования и соблюдения технологии производства.