Номер 1, страница 166 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Задание 34. § 48. Плавание тел. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 1, страница 166.

1. Для отделения зёрен ржи от ядовитых спор спорыньи смесь высыпают в воду, и зёрна ржи и споры спорыньи в ней тонут. Затем в воду добавляют соль, и споры спорыньи начинают всплывать, а ржаные зёрна остаются на дне. Объясните способ очистки зёрен.

Этот способ очистки основан на явлении плавания тел, которое определяется соотношением плотности тела и плотности жидкости, в которую оно погружено. Используется тот факт, что плотности зёрен ржи и спор спорыньи различны.

Обозначим плотности: зёрен ржи — $\rho_{з}$, спор спорыньи — $\rho_{с}$, чистой воды — $\rho_{в}$, солевого раствора — $\rho_{р}$.

1. Когда смесь высыпают в чистую воду, и зёрна, и споры тонут. Это происходит потому, что их плотности больше плотности воды. Тело тонет, если его плотность больше плотности жидкости. Следовательно, выполняются условия: $\rho_{з} > \rho_{в}$ и $\rho_{с} > \rho_{в}$.

2. При добавлении соли в воду образуется солевой раствор. Плотность раствора ($\rho_{р}$) выше плотности чистой воды ($\rho_{в}$), и её можно изменять, регулируя концентрацию соли. На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила (сила Архимеда), равная $F_A = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_т$, где $\rho_{ж}$ — плотность жидкости, а $V_т$ — объем погруженной части тела. Увеличивая плотность жидкости с $\rho_{в}$ до $\rho_{р}$, мы увеличиваем выталкивающую силу.

3. Соль добавляют в таком количестве, чтобы плотность раствора стала больше плотности спор спорыньи, но осталась меньше плотности зёрен ржи. То есть, чтобы выполнялось соотношение: $\rho_{с} < \rho_{р} < \rho_{з}$.

В результате для спор спорыньи выталкивающая сила, действующая на них в растворе, становится больше их силы тяжести, и они всплывают на поверхность. Для зёрен ржи их плотность по-прежнему больше плотности жидкости, поэтому сила тяжести превышает выталкивающую силу, и они остаются лежать на дне. Это позволяет легко отделить всплывшие споры от опустившихся на дно зёрен.

Ответ: Способ очистки зёрен основан на том, что плотность спор спорыньи меньше плотности зёрен ржи. Изначально плотность и спор, и зёрен больше плотности воды, поэтому они тонут. При добавлении соли плотность воды увеличивается, и подбирается такая концентрация раствора, при которой его плотность становится больше плотности спор, но меньше плотности зёрен. В результате споры всплывают, а зёрна остаются на дне, что позволяет их разделить.