Задание 10 Параграф 86 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Мякишев, Буховцев 10 класс, Просвещение: 10. Предложен следующий проект вечного двигателя (рис. 13.11). Закрытый сосуд разделён на две половинки герметичной перегородкой, сквозь которую пропущены трубка и водяная турбина в кожухе с двумя отверстиями. Давление воздуха в нижней части больше, чем в верхней. Вода поднимается по трубке и наполняет открытую камеру. В нижней части очередная порция воды выливается из камеры турбины, подошедшей к отверстию кожуха. Почему данная машина не будет работать вечно? *Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания. 10 myakishev10 86-10 1026

На начальном этапе машина может работать за счёт разности давлений в нижней и верхней половинах сосуда.

Но при работе вода и воздух перераспределяются между отсеками: воздух из нижней части попадает в верхнюю, из-за чего давление в верхней половине увеличивается, а в нижней уменьшается. Разность давлений постепенно исчезает:

$$\Delta p=p_2-p_1 \to 0.$$

Когда давления выравниваются, движение воды прекращается, турбина останавливается.

Кроме того, согласно закону сохранения энергии, совершение работы невозможно без подвода энергии извне или без уменьшения внутренней энергии системы. Поэтому предложенный вариант вечного двигателя работать не будет.

Ответ

Машина не будет работать вечно, так как при работе выравниваются давления в обеих половинах сосуда, и источник движения исчезает; по закону сохранения энергии работа без подвода энергии извне невозможна.