Номер 2, страница 139 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Задание 30. Параграф 41. Вес воздуха. Атмосферное давление. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 2, страница 139.

Условие.

2. Если взять стеклянный сосуд с трубкой (рис. 130), откачать из него воздух, опустить трубку под воду, то в сосуде начнёт бить фонтан. Объясните принцип действия такого фонтана.

Решение.

Решение 2.

2. Решение

Принцип действия такого фонтана основан на разности давлений — атмосферного давления снаружи и пониженного давления внутри сосуда.

Когда из стеклянного сосуда откачивают воздух, давление внутри него ($P_{внутр}$) становится значительно ниже, чем давление окружающей атмосферы ($P_{атм}$). Внутри сосуда создается разрежение (частичный вакуум).

На свободную поверхность воды, в которую опускают трубку, действует сила атмосферного давления. Согласно закону Паскаля, это давление передается без изменений во все точки жидкости. Таким образом, на воду у отверстия трубки также действует атмосферное давление $P_{атм}$.

Поскольку давление снаружи трубки ($P_{атм}$) намного превышает давление внутри сосуда ($P_{внутр}$), возникает сила, направленная внутрь сосуда. Эта сила выталкивает воду из емкости вверх по трубке.

Вода с силой устремляется в пространство с низким давлением, образуя струю, которая и выглядит как фонтан. Фонтан будет бить до тех пор, пока давление внутри сосуда не уравновесится с внешним атмосферным давлением. Это произойдет, когда сосуд заполнится водой до определенного уровня, и давление столба воды вместе с давлением оставшегося сжатого воздуха станет равным атмосферному.

Ответ: Принцип действия фонтана заключается в том, что внешнее атмосферное давление, действующее на поверхность воды, "вталкивает" воду по трубке в сосуд, в котором создано разрежение (низкое давление) путем откачки воздуха.