Творческие задания, страница 153 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Творческие задания

Подготовьте сообщение о приборе, принцип действия которого основан на существовании атмосферного давления. Приборы могут быть как промышленного изготовления, так и самодельные (пипетка, шприц, автопоилка, вантуз, присоска и т.д.).

Решение

Одним из самых наглядных приборов, принцип действия которого основан на существовании атмосферного давления, является обычный медицинский шприц. Он представляет собой простейший насос, состоящий из полого цилиндрического корпуса и поршня, который герметично перемещается внутри него.

Рассмотрим процесс набора жидкости в шприц. Изначально поршень вдвигается до упора, чтобы удалить большую часть воздуха из цилиндра. Затем наконечник шприца погружается в жидкость. Когда мы начинаем тянуть поршень на себя, объем полости под ним увеличивается. Находящийся в этой полости остаточный воздух расширяется, и его давление, согласно закону Бойля-Мариотта, падает. Таким образом, давление внутри шприца ($p_{вн}$) становится значительно меньше атмосферного давления ($p_{атм}$), которое действует на открытую поверхность жидкости.

В результате возникает разность давлений $\Delta p = p_{атм} - p_{вн}$. Эта разность давлений создает силу, которая «заталкивает» жидкость внутрь шприца. Жидкость будет поступать в цилиндр до тех пор, пока давление внутри (состоящее из давления оставшегося воздуха и гидростатического давления столба набранной жидкости) не уравновесит внешнее атмосферное давление, или пока поршень не достигнет своего крайнего положения. Таким образом, важно понимать, что не поршень «всасывает» жидкость, а именно внешнее атмосферное давление совершает работу, перемещая жидкость в область пониженного давления.

При выталкивании жидкости из шприца происходит обратный процесс: нажимая на поршень, мы увеличиваем давление внутри, оно становится больше атмосферного, и жидкость вытесняется наружу.

Аналогичный принцип лежит в основе работы многих других промышленных и самодельных устройств, упомянутых в задании: пипеток, вантузов, вакуумных присосок, автопоилок для животных. Даже процесс дыхания живых организмов основан на этом же явлении: при вдохе диафрагма опускается, увеличивая объем легких и создавая в них пониженное давление, куда устремляется воздух из атмосферы.

Ответ: Принцип действия приборов, работающих за счет атмосферного давления (шприц, пипетка, присоска и т.д.), основан на создании внутри прибора области с давлением ниже атмосферного. В результате этого внешнее атмосферное давление создает силу, которая действует на жидкость или на сам прибор, совершая полезную работу: заталкивает жидкость внутрь (шприц) или прижимает объект к поверхности (присоска).