Номер 4, страница 152 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

4. Определите глубину расположения станции «Абай» Алматинского метрополитена, если барометр на поверхности земли показывает 740 мм рт. ст., а на глубине станции - 747 мм рт. ст. Какие экологические проблемы может вызвать строительство метрополитена?

Определение глубины расположения станции

Дано:

Давление на поверхности земли, $P_1 = 740$ мм рт. ст.
Давление на глубине станции, $P_2 = 747$ мм рт. ст.
Примем плотность воздуха, $\rho_{возд} \approx 1.2$ кг/м$^3$.
Ускорение свободного падения, $g \approx 9.8$ м/с$^2$.

Перевод в СИ:
Для расчета необходимо перевести разницу давлений из миллиметров ртутного столба (мм рт. ст.) в Паскали (Па).
Разница давлений: $\Delta P = P_2 - P_1 = 747 - 740 = 7$ мм рт. ст.
Используя соотношение $\text{1}$ мм рт. ст. $\approx 133.3$ Па:
$\Delta P = 7 \text{ мм рт. ст.} \times 133.3 \frac{\text{Па}}{\text{мм рт. ст.}} \approx 933.1$ Па.

Найти:

Глубину расположения станции, $\text{h}$.

Решение:

Увеличение атмосферного давления при спуске под землю обусловлено весом столба воздуха высотой $\text{h}$, равной искомой глубине. Это дополнительное давление $\Delta P$ рассчитывается по формуле гидростатического давления:
$\Delta P = \rho_{возд} \cdot g \cdot h$
Из этой формулы выразим глубину $\text{h}$:
$h = \frac{\Delta P}{\rho_{возд} \cdot g}$
Подставим числовые значения, полученные и принятые ранее:
$h = \frac{933.1 \text{ Па}}{1.2 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 9.8 \frac{\text{м}}{\text{с}^2}} \approx \frac{933.1}{11.76} \approx 79.3$ м.
Округлим полученный результат.

Ответ: глубина расположения станции «Абай» составляет примерно 79 метров.

Экологические проблемы, которые может вызвать строительство метрополитена

Строительство метрополитена является крупным инфраструктурным проектом, который оказывает значительное воздействие на окружающую среду. Можно выделить следующие основные экологические проблемы:

1. Нарушение гидрогеологического режима. Прокладка тоннелей пересекает водоносные горизонты и изменяет естественные пути движения грунтовых вод. Это может приводить к подтоплению одних территорий и осушению других, что, в свою очередь, вызывает просадку грунта, деформацию зданий на поверхности и гибель зеленых насаждений.

2. Образование и утилизация отходов. При строительстве извлекаются огромные объемы грунта, скальных пород и строительного мусора. Их вывоз и размещение создают нагрузку на полигоны, требуют создания новых отвалов, что приводит к отчуждению и загрязнению земель.

3. Загрязнение атмосферного воздуха. Интенсивная работа тяжелой строительной техники (самосвалов, экскаваторов, буровых установок) сопровождается выбросами выхлопных газов (оксиды азота, углерода) и большого количества мелкодисперсной пыли, что ухудшает качество воздуха в зоне строительства.

4. Шумовое и вибрационное загрязнение. Шум и вибрация, возникающие как на этапе строительства (от работы техники, взрывных работ), так и при последующей эксплуатации (движение поездов), создают акустический дискомфорт для жителей близлежащих районов и могут негативно влиять на устойчивость зданий.

5. Уничтожение городских экосистем. Для размещения строительных площадок, котлованов станций и вентиляционных шахт часто требуется вырубка деревьев и уничтожение скверов, парков и газонов. Это ведет к сокращению площади зеленых зон в городе, уменьшению биоразнообразия и ослаблению их санитарно-гигиенических функций.

6. Влияние на геологическую среду. Масштабное подземное строительство, особенно в сейсмически активных зонах, какой является город Алматы, может нарушить равновесие в массивах горных пород и спровоцировать опасные геологические процессы, такие как оползни и просадки.

Ответ: основными экологическими проблемами при строительстве метрополитена являются: нарушение режима грунтовых вод, проблема утилизации отходов грунта, загрязнение воздуха пылью и выхлопными газами, шумовое и вибрационное воздействие, уничтожение зеленых насаждений и риски нарушения геологической стабильности.