Упражнение 24 ГДЗ Перышкин 7 класс (Физика)
- На какую предельную высоту вручную можно поднять воду поршневым насосом (см. рис. 142) при нормальном атмосферном давлении?
- На какую наибольшую высоту вручную можно поднять спирт, ртуть поршневым насосом (см. рис. 142) при нормальном атмосферном давлении?
- Объясните работу поршневого насоса с воздушной камерой (рис. 143), где 1 — поршень; 2 — всасывающий клапан; 3 — нагнетательный клапан; 4 — воздушная камера; 5 — рукоятка. Какую роль играет в этом насосе воздушная камера? Можно ли поднять этим насосом воду с глубины, большей 10,3 м?
1) При нормальном атмосферном давлении $$p=101300\ \text{Па}$$ вода в поршневом насосе может подняться на высоту
$$h=\frac{p}{\rho g}=\frac{101300}{1000\cdot 9{,}8}\approx 10{,}3\ \text{м}$$
Значит, предельная высота подъёма воды равна 10,3 м.
2) Для ртути при нормальном атмосферном давлении высота столба равна 760 мм по определению. Для спирта найдём высоту столба, создающего такое же давление:
$$\rho_1gh_1=\rho_2gh_2$$
$$h_2=\frac{\rho_1h_1}{\rho_2}=\frac{13600\cdot 0{,}760}{800}=12{,}92\ \text{м}\approx 12{,}9\ \text{м}$$
Следовательно, ртуть можно поднять на 760 мм, а спирт — примерно на 12,9 м.
3) При опускании рукоятки поршень поднимается, всасывающий клапан открывается, а нагнетательный закрывается. Вода под действием атмосферного давления поднимается за поршнем. При подъёме рукоятки всасывающий клапан закрывается, нагнетательный открывается, и вода поступает в воздушную камеру.
Воздушная камера нужна для того, чтобы сглаживать пульсации потока воды и делать вытекание более равномерным.
Поднять воду с глубины, большей 10,3 м, этим насосом нельзя, так как выше этого значения атмосферное давление уже не может удерживать столб воды.
Ответ
1) 10,3 м. 2) Ртуть — 760 мм, спирт — 12,9 м. 3) Воздушная камера сглаживает пульсации потока; воду с глубины более 10,3 м поднять нельзя.
