Задание 4, страница 156 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 4

Определите разность атмосферного и газа в сосуде, если разность уровней в манометре составляет 10 см, манометр заполнен водой.

Как определить давление в сосуде больше или меньше атмосферного?

Определите разность атмосферного и газа в сосуде, если разность уровней в манометре составляет 10 см, манометр заполнен водой.

Дано:

Разность уровней воды в манометре, $h = 10 \text{ см}$
Плотность воды, $\rho \approx 1000 \text{ кг/м}^3$
Ускорение свободного падения, $g \approx 9,8 \text{ Н/кг}$

$h = 10 \text{ см} = 0,1 \text{ м}$

Найти:

Разность давлений, $\Delta p$

Решение:

Разность давлений газа в сосуде и атмосферного давления уравновешивается гидростатическим давлением столба жидкости (в данном случае воды) высотой $\text{h}$. Эта разность давлений, обозначаемая $\Delta p$, находится по формуле для гидростатического давления:

$\Delta p = \rho \cdot g \cdot h$

Подставим числовые значения в систему СИ в формулу:

$\Delta p = 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 9,8 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} \cdot 0,1 \text{ м} = 980 \text{ Па}$

Ответ: разность атмосферного давления и давления газа в сосуде составляет 980 Па.

Как определить давление в сосуде больше или меньше атмосферного?

Определить, больше или меньше давление в сосуде по сравнению с атмосферным, можно по положению уровней жидкости в коленах U-образного манометра. Одно колено манометра соединено с сосудом, а другое остается открытым для воздействия атмосферного давления.

1. Если давление газа в сосуде больше атмосферного, то газ сильнее давит на жидкость в своем колене. В результате уровень жидкости в колене, соединенном с сосудом, будет ниже, а в колене, открытом в атмосферу, — выше.

2. Если давление газа в сосуде меньше атмосферного, то атмосферное давление сильнее давит на жидкость в открытом колене. В результате уровень жидкости в колене, открытом в атмосферу, будет ниже, а в колене, соединенном с сосудом, — выше.

Ответ: если уровень воды в колене манометра, которое соединено с сосудом, ниже, чем в открытом колене, то давление в сосуде больше атмосферного. Если уровень воды в этом колене выше, то давление в сосуде меньше атмосферного.