Номер 4, страница 142 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. Параграф 42. Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 4, страница 142.

Условие.

4. Какие единицы атмосферного давления вам известны?

Решение.

Решение 2.

Что это означает?

Выражение "770 мм рт. ст." (миллиметров ртутного столба) обозначает уровень атмосферного давления. Физический смысл этого значения заключается в том, что давление земной атмосферы в данном месте таково, что оно способно уравновесить столб жидкой ртути высотой 770 миллиметров в ртутном барометре.

Это внесистемная единица измерения. Чтобы выразить это давление в Международной системе единиц (СИ), то есть в паскалях (Па), необходимо выполнить расчет.

Дано:

$h = 770 \text{ мм рт. ст.}$

$\rho_{рт} \approx 13600 \text{ кг/м}^3$ (стандартная плотность ртути)

$g \approx 9,8 \text{ Н/кг}$ (ускорение свободного падения)

Найти:

$p$ - ?

Решение:

Давление столба жидкости вычисляется по формуле гидростатического давления:

$p = \rho \cdot g \cdot h$

Вначале переведем высоту столба ртути $h$ из миллиметров в метры, основную единицу длины в СИ: $h = 770 \text{ мм} = 0,77 \text{ м}$

Теперь подставим числовые значения в формулу: $p = 13600 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 9,8 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} \cdot 0,77 \text{ м} = 102645,6 \text{ Па}$

Для удобства значение можно округлить и выразить в килопаскалях (кПа): $p \approx 102646 \text{ Па} \approx 102,6 \text{ кПа}$

Для справки: нормальное атмосферное давление составляет 760 мм рт. ст., что равно $101325$ Па. Таким образом, давление 770 мм рт. ст. является повышенным.

Ответ: Выражение "770 мм рт. ст." означает, что атмосферное давление эквивалентно давлению, создаваемому столбом ртути высотой 770 мм. В единицах СИ это давление составляет приблизительно $102646$ Па, или $102,6$ кПа.

---

4. Какие единицы атмосферного давления нам известны?

Существует несколько единиц для измерения атмосферного давления, используемых в разных областях науки и техники:

• Паскаль (Па, Pa) — основная единица давления в системе СИ. Часто используются её производные: гектопаскаль (гПа), равный 100 Па, и килопаскаль (кПа), равный 1000 Па. В метеорологии гектопаскаль является стандартной единицей.
• Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст., mm Hg) — внесистемная единица, равная давлению столба ртути высотой 1 мм. Широко применяется в медицине и метеорологии.
• Стандартная атмосфера (атм, atm) — внесистемная единица, определяемая как среднее давление на уровне моря. $1 \text{ атм} = 760 \text{ мм рт. ст.} = 101325 \text{ Па}$.
• Бар (бар, bar) — внесистемная единица, очень близкая к атмосфере. $1 \text{ бар} = 100000 \text{ Па}$. В метеорологии широко используется миллибар (мбар), который точно равен гектопаскалю ($1 \text{ мбар} = 1 \text{ гПа}$).
• Торр (Торр, Torr) — единица, названная в честь Э. Торричелли. По определению, $760 \text{ Торр} = 1 \text{ атм}$, поэтому торр практически равен миллиметру ртутного столба.
• Техническая атмосфера (ат, at) — определяется как давление, производимое силой в 1 килограмм-силу на площадь в 1 квадратный сантиметр ($1 \text{ кгс/см}^2$).

Ответ: Известны следующие единицы атмосферного давления: паскаль (и его производные), миллиметр ртутного столба, стандартная атмосфера, техническая атмосфера, бар, торр.