Параграф 43 ГДЗ Перышкин Иванов 7 класс (Физика)

Задача

Каково устройство и принцип действия барометра-анероида?
В каких единицах градуируют шкалы барометра-анероида?
Объясните, почему атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты подъёма над уровнем моря.
Какое давление называют нормальным атмосферным давлением?
Что такое высотомер?

К динамометру подвешена тонкостенная трубка ртутного барометра. Что показывает динамометр? Будут ли меняться его показания при изменении внешнего давления?

Запишите показания барометра-анероида (см. рис. 137) по каждой шкале с учётом погрешности измерений, равной половине цены деления шкалы прибора.
Почему объём воздушного шарика, наполненного гелием, увеличивается при подъёме от поверхности Земли?
Рассчитайте высоту столба воды в водяном барометре, созданном Паскалем в 1646 г. (рис. 140). Атмосферное давление считать нормальным.
У подножия горы барометр показывает $$1013\ \text{гПа}$$, а на вершине $$962\ \text{гПа}$$. Какова примерно высота горы?
Лётчик поднял самолёт на высоту $$2\ \text{км}$$. Как изменилось показание барометра?
Вычислите, с какой силой давит воздух на крышку стола длиной $$1\ \text{м}$$ и шириной $$60\ \text{см}$$ при нормальном атмосферном давлении.

Подробный ответ

1. Главная часть барометра-анероида — металлическая коробочка с волнистой (гофрированной) поверхностью. Из неё выкачан воздух. Чтобы атмосферное давление не раздавило коробочку, её крышку пружина оттягивает вверх. При увеличении атмосферного давления крышка прогибается вниз и натягивает пружину, при уменьшении — пружина выпрямляет крышку. Через передаточный механизм движение передаётся стрелке, которая перемещается по шкале.

2. Шкалы барометра-анероида градуируют по показаниям ртутного барометра: верхняя шкала — в миллиметрах ртутного столба, нижняя — в гектопаскалях.

3. С увеличением высоты над уровнем моря давление воздуха уменьшается, потому что над данной точкой становится меньше слой воздуха, а значит, меньше его вес и давление.

4. Нормальным атмосферным давлением называют давление, равное давлению столба ртути высотой $$760\ \text{мм}$$ при температуре $$0^\circ\text{C}$$.

5. Высотомер — это барометр-анероид со шкалой, по которой непосредственно отсчитывают высоту подъёма над уровнем моря.

Обсуди с товарищем

Динамометр покажет вес трубки. При изменении внешнего давления его показания не изменятся, если трубка герметична: давление воздуха внутри трубки уравновешивает внешнее давление на закрытый конец.

Упражнение 26

1. Цена деления шкал:

$$\frac{760-750}{10}=1\ \text{мм рт. ст.}$$
$$\frac{1010-1000}{10}=1\ \text{гПа}$$

Показания барометра-анероида по рисунку: $$760\ \text{мм рт. ст.}$$ и $$1010\ \text{гПа}$$. Погрешность измерения равна половине цены деления, то есть $$\pm 0{,}5\ \text{мм рт. ст.}$$ и $$\pm 0{,}5\ \text{гПа}$$.

2. При подъёме шарика давление окружающего воздуха уменьшается. Поэтому гелий в шарике расширяется, и объём шарика увеличивается.

3. Для водяного барометра:

$$p=\rho gh$$
$$h=\frac{p}{\rho g}$$

При нормальном атмосферном давлении $$p=101300\ \text{Па}$$, $$\rho=1000\ \text{кг/м}^3$$, $$g\approx 9{,}8\ \text{м/с}^2$$:

$$h=\frac{101300}{1000\cdot 9{,}8}\approx 10{,}3\ \text{м}$$

Ответ: $$10{,}3\ \text{м}$$.

4. Разность давлений:

$$\Delta p=1013-962=51\ \text{гПа}$$

Переведём в миллиметры ртутного столба:

$$51\ \text{гПа}\approx 38{,}2\ \text{мм рт. ст.}$$

Если на каждые $$1\ \text{мм рт. ст.}$$ подъёма приходится примерно $$12\ \text{м}$$, то

$$h=38{,}2\cdot 12\approx 456\ \text{м}$$