Качественная задача (объяснение физических процессов и свойств тел) · 66 заданий
- Задание №19№19
На одну чашу весов поставили блюдце с горячей водой, а на другую – уравновешивающие её гири. Сохранится ли с течением времени это равновесие? Ответ по…
Испарение, конденсация, кипение
- Задание №19№19
К невесомой нити (см. рисунок) подвешен груз А . К нему на пружине прикрепляют груз В и затем нить пережигают. Какой из грузов в начале падения имеет…
Второй закон Ньютона
- Задание №19№19
Колбу с жидкостью поместили в сосуд с водой (см. рисунок), при этом наблюдали повышение уровня жидкости в трубке. Сравните первоначальные температуры…
Тепловое расширение и сжатие
- Задание №19№19
Два ученика одновременно измеряли атмосферное давление с помощью барометра: один – находясь в школьном дворе под открытым небом, другой – в кабинете ф…
Давление
- Задание №19№19
Капля маслянистой жидкости попадает на поверхность воды и растекается, образуя тонкую плёнку. Обязательно ли эта плёнка закроет всю поверхность воды?…
Основные положения МКТ
- Задание №19№19
Два спиртовых термометра – большой и маленький – сделаны из одинакового материала. Большой термометр значительно тяжелее и содержит, соответственно, б…
Уравнение теплового баланса
- Задание №19№19
В два одинаковых стакана налита вода до одной высоты. В один стакан опустили сплошной стальной брусок, а в другой – сплошной медный брусок той же масс…
Закон Архимеда. Плавание тел
- Задание №19№19
Для того чтобы стеклянный стакан не треснул, какую ложку (деревянную или металлическую) следует в него опустить, прежде чем налить кипяток? Ответ пояс…
Виды теплопередачи
- Задание №19№19
Каким образом легче резать картон с помощью ножниц: помещая картон у кончиков лезвий или ближе к их середине? Ответ поясните.
Простые механизмы. Рычаг. КПД
- Задание №19№19
В сосуде с водой находятся три бруска, которые в равновесии располагаются так, как показано на рисунке. Бруски сделаны из разных материалов, но имеют…
Закон Архимеда. Плавание тел
- Задание №19№19
Стёкла окон дома или его стены в лучах солнечного света кажутся более тёмными? Ответ поясните.
Отражение света
- Задание №19№19
Колбу с газом соединили с U-образным жидкостным манометром (рис. 1). После того как колбу опустили в сосуд с водой, показания манометра изменились (ри…
Внутренняя энергия
Запаянную с одного конца трубку опускают открытым концом
в воду на половину длины трубки (см. рисунок). Как изменится уровень зашедшей в трубку воды после того, как атмосферное давление уменьшится? Ответ поясните.
Решение
Решение.
Для ответа на вопрос задачи проанализируем условие равновесия воздуха внутри трубки и уровни давлений.
1. Условие равновесия. Внутри трубки находится воздух, который был там до погружения. Когда трубку опускают в воду, вода заходит внутрь на некоторую высоту, сжимая этот воздух. Давление воздуха внутри трубки Pвозд уравновешивается внешним давлением на уровне раздела сред (вода-воздух внутри трубки). Согласно закону Паскаля, это давление складывается из атмосферного давления Pатм и гидростатического давления столба воды Pгидр=ρgh, где h — глубина погружения уровня воды в трубке относительно поверхности воды в сосуде.
2. Связь давлений. Уравнение баланса давлений выглядит так: Pвозд=Pатм+ρgh. Из этого уравнения видно, что давление воздуха внутри трубки всегда больше атмосферного давления на величину давления столба воды над уровнем раздела.
3. Анализ изменений. Если атмосферное давление Pатм уменьшается, то внешнее давление, действующее на воздух в трубке со стороны воды, также начинает уменьшаться. Согласно закону Бойля-Мариотта (при постоянной температуре произведение давления газа на его объем есть величина постоянная: P⋅V=const), при уменьшении внешнего давления газ внутри трубки начнет расширяться, чтобы его внутреннее давление Pвозд также понизилось до нового значения равновесия.
4. Вывод. Расширяясь, воздух будет вытеснять воду из трубки вниз. Следовательно, уровень воды внутри трубки понизится (расстояние от открытого конца трубки до поверхности воды внутри неё станет меньше).
Ответ: уровень воды в трубке понизится.
Источник: ФИПИ