Объяснение особенностей протекания физических явлений · 72 задания
- Задание №5№5Лёгкое
Существует много способов (физических и химических) для разделения смесей. На рисунке представлен один из физических способов разделения смесей. Можно…
Магнитное поле магнита
- Задание №5№5Среднее
В теплоизолированной картонной трубке длиной 1 м находится небольшое количество свинцовой дроби. Трубку в вертикальной плоскости переворачивают n раз…
Количество теплоты. Теплоёмкость
- Задание №5№5Сложное
Лёгкий алюминиевый шарик, подвешенный на нити, притянулся к поднесённой заряженной стеклянной палочке (см. рисунок). Можно ли сделать однозначный выво…
Проводники и диэлектрики
- Задание №5№5Лёгкое
Изучая колебания пружинного маятника, ученик собрал из пружин разной жёсткости и грузов одинаковой массы четыре установки (см. рисунок). Какую из указ…
Маятники
- Задание №5№5Лёгкое
Необходимо экспериментально установить, зависит ли период колебаний математического маятника от длины нити. Какую из указанных на рисунке пар маятнико…
Маятники
- Задание №5№5Лёгкое
Греческий учёный Герон, живший в I в. н.э., написал несколько книг об инженерном деле. В них он описывал самые разные изобретения, в том числе так наз…
Закон сохранения импульса
- Задание №5№5Сложное
Даша на белом листе бумаги красным карандашом нарисовала цветок. Что она увидит, рассматривая при солнечном свете листок с рисунком через зелёный филь…
Явления в природе
- Задание №5№5Лёгкое
Горячий чайник какого цвета – чёрного или белого – при прочих равных условиях остывает быстрее и почему? 1) белый, так как его теплопроводность выше 2…
Виды теплопередачи
- Задание №5№5Сложное
На белой бумаге красными чернилами написан текст. Удастся ли ученику прочесть текст через фильтр красного цвета? 1) Не удастся: ученик увидит просто л…
Дисперсия света
- Задание №5№5Лёгкое
Какой снег – грязный или чистый – при прочих равных условиях тает быстрее в солнечную погоду и почему? 1) грязный снег, так как он отражает солнечные…
Виды теплопередачи
- Задание №5№5Среднее
Если пластмассовой расчёской тщательно расчесать сухие волосы, а затем поднести расчёску к тонкой струе воды, то можно видеть, как струя изгибается в…
Электризация тел
- Задание №5№5Среднее
Два одинаковых бруска льда внесли в тёплое помещение. Первый брусок оставили открытым, а второй обернули шерстяным шарфом, находившимся в том же помещ…
Виды теплопередачи
Вода за поршнем всасывающего насоса поднимается примерно на 10 м. Какая физическая величина определяет точное значение высоты подъёма воды?
Правильный ответ
3
Пояснение
Решение. Рассмотрим принцип действия всасывающего насоса. Когда поршень насоса движется вверх, между ним и поверхностью воды создаётся область пониженного давления (разрежение).
1. На свободную поверхность воды в водоёме (снаружи насоса) действует атмосферное давление Pатм. Согласно закону Паскаля, это давление передаётся жидкостью во всех направлениях одинаково.
2. Под поршнем давление становится значительно меньше атмосферного. Из-за возникшей разности давлений атмосферный воздух «давит» на поверхность воды в водоёме и заставляет воду подниматься вверх по трубе за поршнем.
3. Вода будет подниматься до тех пор, пока давление столба жидкости высотой h не уравновесит атмосферное давление. Условие равновесия записывается формулой:
Pатм=ρ⋅g⋅h,
где ρ — плотность воды, g — ускорение свободного падения, h — высота столба воды.
4. Из этой формулы выразим высоту подъёма:
h=ρ⋅gPатм.
Как видно из формулы, высота подъёма воды прямо пропорциональна атмосферному давлению. Если атмосферное давление изменится, изменится и максимальная высота, на которую насос сможет поднять воду. При нормальном атмосферном давлении (105 Па) эта высота составляет примерно 10,3 метра.
5. Масса воды, площадь поршня или сила сопротивления (при медленном движении) не определяют теоретический предел высоты подъёма, так как главным «двигателем» воды в данной системе является именно давление атмосферы.
Ответ: 3
Источник: ФИПИ