Номер 3, страница 48 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 2. Механические свойства жидкостей, газов и твёрдых тел. Параграф 12. Атмосферное давление. Задание 11 - номер 3, страница 48.

Условие.

3. Объясните, как действуют пипетка и шприц. Проделайте с ними опыты.

Решение.

Действие пипетки и шприца основано на создании разницы давлений между внутренней полостью устройства и окружающей средой. Ключевую роль в этом процессе играет атмосферное давление, которое воздействует на поверхность жидкости.

Пипетка

Принцип работы пипетки заключается в создании области пониженного давления внутри ее корпуса, что позволяет атмосферному давлению "заталкивать" жидкость внутрь.

Набор жидкости:

1. Сначала сжимают резиновый колпачок (грушу) на верхнем конце пипетки, вытесняя из нее часть воздуха.

2. Затем кончик пипетки опускают в жидкость.

3. Когда резиновый колпачок отпускают, он упруго расширяется, возвращаясь в свою первоначальную форму. Объем внутри пипетки увеличивается, а давление воздуха под колпачком, соответственно, уменьшается и становится ниже атмосферного.

4. Внешнее атмосферное давление $P_{атм}$, действующее на поверхность жидкости в сосуде, оказывается больше, чем давление внутри пипетки $P_{внутри}$. За счет этой разницы давлений жидкость устремляется в область пониженного давления и поднимается по трубке пипетки вверх.

Выпускание жидкости:

Чтобы выпустить жидкость, на резиновый колпачок снова нажимают. Это увеличивает давление воздуха внутри пипетки над столбом жидкости. Когда это давление становится больше атмосферного, жидкость под действием силы тяжести и созданного избыточного давления вытекает наружу.

Опыт с пипеткой:

Возьмите пипетку и стакан с подкрашенной водой. Сожмите резиновый колпачок и опустите кончик пипетки в воду. Отпустите колпачок и наблюдайте, как вода всасывается внутрь. Затем выньте пипетку из воды — вода останется внутри, удерживаемая атмосферным давлением. Нажмите на колпачок, и вода вытечет.

Ответ: Принцип действия пипетки основан на создании разрежения (пониженного давления) внутри ее корпуса путем расширения резинового колпачка. Внешнее атмосферное давление заталкивает жидкость в пипетку. При сжатии колпачка давление внутри увеличивается, и жидкость выталкивается наружу.

Шприц

Шприц работает по схожему принципу, но для изменения объема и давления внутри цилиндра используется поршень.

Набор жидкости:

1. Кончик шприца (или иглу) опускают в жидкость.

2. Поршень начинают тянуть на себя. При движении поршня назад объем внутри цилиндра шприца увеличивается.

3. В результате увеличения объема давление под поршнем резко падает и становится значительно ниже атмосферного.

4. Атмосферное давление, действующее на свободную поверхность жидкости, вдавливает ее в шприц, и жидкость заполняет освобождающееся за поршнем пространство.

Выпускание жидкости (инъекция):

Для введения жидкости на поршень нажимают. Объем внутри цилиндра уменьшается, что создает высокое давление. Под действием этого давления жидкость с силой выталкивается через узкое отверстие носика шприца.

Опыт со шприцем:

Возьмите шприц без иглы и стакан с водой. Опустите его носик в воду и потяните поршень. Вода наберется в шприц. Затем проведите другой опыт: наберите в шприц немного воздуха, закройте носик пальцем и попытайтесь сдвинуть поршень. Вы почувствуете сопротивление, так как при сжатии давление воздуха внутри растет. Если же потянуть поршень на себя, вы почувствуете, как он стремится вернуться обратно из-за создавшегося разрежения. Это наглядно демонстрирует связь давления и объема.

Ответ: Принцип действия шприца основан на создании разрежения при движении поршня назад, в результате чего атмосферное давление заставляет жидкость поступать в цилиндр. При движении поршня вперед в цилиндре создается высокое давление, которое выталкивает жидкость наружу.