Задание №397

а) Почему и при каких условиях переливается жидкость по трубке в нижний сосуд (рис. 40)? Где на практике применяют такое приспособление (сифон)?
б) Будет ли переливаться жидкость по трубке, если закрыть герметически верхний сосуд; нижний сосуд? Почему?
рис. 40

Решение

а) Нужно взять изогнутую резиновую или стеклянную трубку, наполнить ее водой и погрузить в верхний и нижний сосуды, поставленные так, чтобы уровни жидкостей не лежали на одной горизонтальной плоскости. Т.к. это сообщающиеся сосуды, и жидкость, испытывая атмосферное давление, перельется в нижний сосуд.
Такое приспособление (сифон) на практике используется в канализации.

б) Если закрыть герметически любой из сосудов, жидкость по трубке переливаться не будет, т.к необходимо атмосферное давление. При закрытии нижнего в нем возрастет давление и разницы давлений не будет. Если закроем верхний, то в нем снизится давление и разницы давлений также не будет.

Задание №398

Как с помощью шланга с резиновой грушей (рис. 41) перелить бензин из бочки в ведро? Какое влияние оказывает при этом атмосферное давление?
рис. 41

Решение

Нужно создать разрежение воздуха, нажав на резиновую грушу. После этого под действием атмосферного давления бензин начнет переливаться в ведро.

Задание №399

Можно ли в космическом корабле во время полёта набрать чернила поршневой ручкой?

Решение

Если на борту корабля поддерживается нормальное давление воздуха, то состояние невесомости не оказывает никакого влияния на процесс заполнения авторучки чернилами.

Задание №400

Зависит ли высота подъёма ртути в опыте Торричелли от толщины канала трубки; угла наклона трубки; атмосферного давления? Ответ обоснуйте.

Решение

p = gρh
$h = \frac{p}{gρ}$
Таким образом, высота столба ртути зависит только от атмосферного давления. Именно это давление уравновешивает ртуть в колбе.
Высота подъёма ртути не зависит от толщины канала трубки и от угла наклона трубки. При наклоне высота столба будет оставаться постоянной (под высотой понимаем не длину столба ртути в трубке, а расстояние от уровня плоскости ртути в чашке до плоскости уровня жидкости в трубке). Это значит что при сильном наклоне трубки ртуть будет заполнять трубку полностью.

Задание №401

При сооружении фонтана во Флоренции строители с удивлением обнаружили, что вода «не хочет» подниматься выше 34 футов (10,3 м). Это явление объяснили ученики Г. Галилея, 9. Торричелли и В. Вивиани. В чём причина такого «поведения» воды?

Решение

p = gρh
$h = \frac{p}{gρ}$
Таким образом, высота столба воды зависит от атмосферного давления.
Столб воды высотой в 10,3 м в точности уравновешивает это давление, и поэтому выше вода не поднимается.

Дано:
p= 760 мм.рт.ст;
ρ = 1000 кг/$м^{3}$.
Найти:
h − ?
Решение:
p = gρh;
$h=\frac{p}{gρ}$;
1 мм.рт.ст.=133,3 Па;
$h=\frac{760*133,3}{9,8 * 1000}$ = 10,3 м
Ответ. 10,3 м.

Задание №402

Что произойдёт, если в трубке Торричелли сделать отверстие в стенке над ртутью; ниже уровня ртути?

Решение

Если сделать отверстие в стенке над ртутью − ртуть, под действием атмосферного давления, выльется из трубки.
Если сделать отверстие в стенке ниже уровня ртути − ничего не произойдет.

Задание №403

Какой из жидкостных барометров более точный − наполненный ртутью, водой или спиртом? Почему?

Решение

Ртутные барометры − наиболее точные приборы. В жидкостных барометрах используют ртуть из−за ее большей плотности.

Задание №404

В 1648 г. Паскаль поразил своих современников опытом: в прочную, наполненную водой и закрытую со всех сторон бочку он вставил узкую трубку и, поднявшись на балкон 2−го этажа дома, вылил в эту трубку кружку воды. Планки бочки разошлись, и вода из бочки стала выливаться. Почему это произошло?

Решение

Давление воды на прямую зависит от высоты водяного столба.
Давление на стенки бочки возросло из−за высокого столба жидкости, общее давление превысило допустимую норму. В результате планки (клёпки) бочки разошлись и вода из бочки стала выливаться.

Задание №405

Альпинисты при восхождении на высокую гору взяли с собой накачанный волейбольный мяч. Изменился ли размер мяча? Считать температуру воздуха неизменной.

Решение

При восхождении на вершину горы, атмосферное давление понижается. Так как давление внутри меча не изменяется, то разница давлений будет больше на вершине горы, чем у ее подножия. То есть, резина растянется больше, и, соответственно, размер мяча увеличится.