Номер 87, страница 230 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Задачи для повторения - номер 87, страница 230.

Условие.

87. Из бутылки трудно пить, когда её горлышко плотно охвачено губами. Почему?

Решение.

Решение 2.

Когда горлышко бутылки плотно охвачено губами, создается герметичное соединение, которое препятствует попаданию воздуха извне внутрь бутылки.

Чтобы жидкость могла свободно вытекать из бутылки под действием силы тяжести, на ее место должен поступать воздух. В противном случае, по мере вытекания даже небольшого количества жидкости, объем, занимаемый воздухом над ней, увеличивается.

Согласно закону Бойля-Мариотта, для газа при постоянной температуре произведение давления на объем является величиной постоянной ($P \cdot V = \text{const}$). Когда объем воздуха ($V$) внутри бутылки увеличивается, его давление ($P_{внутр}$) соответственно уменьшается. В результате давление внутри бутылки становится значительно ниже, чем атмосферное давление ($P_{атм}$) снаружи, которое действует на поверхность жидкости в горлышке.

Эта разница давлений создает силу, направленную обратно в бутылку. Сила атмосферного давления, действующая на жидкость в горлышке, препятствует ее вытеканию. Чем больше жидкости пытается вытечь, тем сильнее становится разрежение внутри и тем больше противодействующая сила. В итоге, внешнее атмосферное давление эффективно "запирает" жидкость внутри бутылки.

Чтобы пить было легко, нужно обеспечить доступ воздуха в бутылку, например, наклоняя ее так, чтобы воздух мог заходить в виде пузырьков, или не обхватывая горлышко губами слишком плотно. Это позволяет давлению внутри бутылки оставаться равным атмосферному, и жидкость вытекает беспрепятственно.

Ответ: Пить из бутылки трудно, когда ее горлышко плотно охвачено губами, потому что перекрывается доступ наружного воздуха внутрь. По мере вытекания жидкости в бутылке над ней создается разрежение (давление становится ниже атмосферного). Внешнее атмосферное давление действует на поверхность жидкости в горлышке и препятствует ее дальнейшему вытеканию.