Ответьте на вопросы, страница 151 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему можно уравновесить давление атмосферы, высота которой достигает десятков тысяч километров, столбом ртути около 760 мм?

2. Почему воздушный шарик, наполненный гелием, при подъеме на большую высоту увеличивается в объеме?

3. Почему в кабине космического корабля, находящегося в космическом пространстве, за пределами атмосферы, давление воздуха остается равным атмосферному?

4. Какие газы входят в состав земной атмосферы? Какой из них вызывает «парнико вый эффект», в чем он проявляется, каковы последствия?

1. Почему можно уравновесить давление атмосферы, высота которой достигает десятков тысяч километров, столбом ртути около 760 мм?

Давление столба жидкости или газа зависит не только от его высоты, но и от плотности вещества. Давление рассчитывается по формуле $p = \rho \cdot g \cdot h$, где $\rho$ – плотность, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $\text{h}$ – высота столба. Атмосфера Земли состоит из газов, в основном из азота и кислорода. Плотность воздуха у поверхности Земли составляет примерно 1,225 кг/м³, и она значительно уменьшается с высотой. Ртуть же является очень плотным жидким металлом, ее плотность составляет около 13600 кг/м³, то есть она более чем в 10 000 раз плотнее воздуха. Из-за этой огромной разницы в плотности, очень высокий (десятки тысяч километров), но разреженный столб атмосферного воздуха создает такое же давление, как и очень короткий (около 760 мм) столб чрезвычайно плотной ртути.

Ответ: Это возможно из-за огромной разницы в плотности: воздух очень легкий, а ртуть чрезвычайно плотная. Поэтому высокий столб разреженного воздуха создает такое же давление, как и низкий столб плотной ртути.

2. Почему воздушный шарик, наполненный гелием, при подъеме на большую высоту увеличивается в объеме?

С увеличением высоты над уровнем моря атмосферное давление уменьшается. Воздушный шарик представляет собой замкнутую систему, где давление газа (гелия) внутри уравновешивается суммой внешнего атмосферного давления и упругой силы материала оболочки. Когда шарик поднимается, внешнее давление падает. Давление гелия внутри шарика становится больше, чем внешнее давление. Эта разница давлений заставляет газ внутри расширяться, растягивая оболочку шарика и увеличивая его объем. Расширение продолжается до тех пор, пока внутреннее давление снова не уравновесится с новым, более низким внешним давлением и возросшей силой упругости растянутой оболочки.

Ответ: При подъеме на высоту внешнее атмосферное давление уменьшается. Газ внутри шарика расширяется, чтобы уравнять свое давление с пониженным давлением окружающей среды, что приводит к увеличению объема шарика.

3. Почему в кабине космического корабля, находящегося в космическом пространстве, за пределами атмосферы, давление воздуха остается равным атмосферному?

Кабина космического корабля является герметично замкнутым пространством, полностью изолированным от внешней среды – космического вакуума. Для обеспечения жизнедеятельности экипажа на борту работает специальная система жизнеобеспечения. Эта система постоянно контролирует и поддерживает внутри кабины состав воздуха, влажность, температуру и, что самое главное, давление на уровне, комфортном для человека. Обычно это давление близко к нормальному атмосферному давлению на Земле (около 101 кПа). Таким образом, давление поддерживается искусственно благодаря прочному герметичному корпусу корабля и работе бортовых систем, независимо от того, что снаружи практически полное отсутствие давления.

Ответ: Кабина корабля — это герметичная капсула, в которой система жизнеобеспечения искусственно создает и поддерживает необходимое для жизни давление, изолируя внутреннее пространство от космического вакуума.

4. Какие газы входят в состав земной атмосферы? Какой из них вызывает «парниковый эффект», в чем он проявляется, каковы последствия?

Состав сухой земной атмосферы у поверхности примерно следующий: азот ($N_2$) – около 78,08%, кислород ($O_2$) – около 20,95%, аргон ($\text{Ar}$) – около 0,93%, углекислый газ ($CO_2$) – около 0,04%. Также в атмосфере содержатся в малых количествах неон, гелий, метан, криптон, водород и другие газы, а также переменное количество водяного пара ($H_2O$).

«Парниковый эффект» вызывают так называемые парниковые газы, к которым в первую очередь относятся водяной пар, углекислый газ ($CO_2$), метан ($CH_4$) и оксид азота ($N_2O$). Хотя водяной пар является основным парниковым газом, в контексте изменения климата чаще всего говорят об углекислом газе, так как его концентрация значительно растет из-за деятельности человека (сжигание ископаемого топлива).

Проявляется парниковый эффект в том, что эти газы свободно пропускают солнечное излучение (коротковолновое) к поверхности Земли, но задерживают тепловое (длинноволновое) излучение, идущее от нагретой поверхности планеты, не давая ему уйти в космос. Они поглощают это тепло и переизлучают его, в том числе обратно к Земле, тем самым повышая среднюю температуру на планете.

Последствия усиления парникового эффекта (глобального потепления) включают: таяние ледников и полярных льдов, что ведет к повышению уровня мирового океана; увеличение частоты и интенсивности экстремальных погодных явлений (засухи, наводнения, ураганы); изменение климатических зон и экосистем; угроза для биоразнообразия и сельского хозяйства.

Ответ: Атмосфера состоит в основном из азота (78%) и кислорода (21%). Парниковый эффект вызывают углекислый газ, метан и водяной пар. Он проявляется в удержании тепла у поверхности Земли. Последствия его усиления – глобальное потепление, подъем уровня океана и увеличение числа климатических катастроф.