Упражнение 18 ГДЗ Перышкин 7 класс (Физика)
Упражнение 18
- На рисунке 120 показано водомерное стекло парового котла, где 1 — паровой котёл, 2 — краны, 3 — водомерное стекло. Объясните действие этого прибора.
- На рисунке 121 изображён артезианский колодец в разрезе. Почва, суглинок и песок легко пропускают воду. Глина и известняк, наоборот, водонепроницаемы. Объясните действие такого колодца.
- Докажите, что в сообщающихся сосудах высоты столбов над уровнем раздела двух разнородных жидкостей (см. рис. 119) обратно пропорциональны плотностям жидкостей. Указание. Используйте формулу для расчёта давления жидкости.
- Изменится ли расположение жидкости (см. рис. 116), если правый сосуд будет шире левого; уже левого; если сосуды будут иметь разную форму?
Водомерное стекло и котёл представляют собой сообщающиеся сосуды. В них находится одна и та же жидкость — вода. Поэтому при открытых кранах уровни воды в стекле и в котле устанавливаются одинаковыми: какой уровень в стекле, такой же и в котле.
В артезианском колодце вода скапливается между водонепроницаемыми слоями глины и известняка. Сверху на неё давят слои почвы, суглинка и песка, поэтому вода находится под большим давлением. Если пробурить скважину до водоносного слоя, вода под этим давлением поднимается вверх и может выйти на поверхность.
Для двух разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах давления на одном уровне равны:
$$p_1=p_2$$
$$\rho_1gh_1=\rho_2gh_2$$
Отсюда
$$\rho_1h_1=\rho_2h_2$$
и
$$\frac{h_1}{h_2}=\frac{\rho_2}{\rho_1}$$
Значит, высоты столбов жидкостей над уровнем раздела обратно пропорциональны их плотностям.
Расположение жидкости в сообщающихся сосудах не изменится ни в одном из указанных случаев. Уровни однородной жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаются на одной высоте независимо от ширины и формы сосудов.
Ответ: 1) уровни воды в котле и водомерном стекле одинаковы при открытых кранах; 2) вода в артезианском колодце поднимается вверх под действием давления водоносного слоя; 3) $$\rho_1h_1=\rho_2h_2$$, поэтому $$h_1:h_2=\rho_2:\rho_1$$; 4) расположение жидкости не изменится.
