Решебник по физике 7 класс Перышкин §42

1. Можно ли давление воздуха рассчитывать по формуле p = ρgh? Ответ обоснуйте.

Атмосферное давление нельзя вычислять по формуле p = ρgh, ведь плотность воздуха и ускорение свободного падения уменьшаются с высотой, и у атмосферы определенной границы нет.

Атмосферное давление можно измерить с помощью следующего опыта (опыт Торричелли): нужно взять трубку высотой 1 м и вместо воды – ртуть. Опустив трубку с ртутью в сосуд с ртутью, получим, что ртуть частично вылилась из трубки. При этом над ртутью в трубке образовалось безвоздушное пространство. Высота ртути, оставшейся в трубке, составила примерно 760 мм.

Атмосферное давление равно 770 мм рт. ст., это означает, что на высоте столба 760 мм, по формуле p = ρgh, получаем атмосферное давление, равное 1013 гПа, то есть на квадратный метр поверхности воздух давит с силой 101300 Н, на каждый квадратный сантиметр – 10 Н.

Единицы атмосферного давления: мм рт. ст, гПа, Па.

Используя знания из географии и материал параграфа, объясните, что представляет собой ветер. От чего зависит сила и направление ветра?

Ветер представляет собой горизонтальное движение воздушных масс в атмосфере. Он возникает в результате горизонтального перераспределения тепла и давления в различных частях Земли.

Основной причиной движения воздуха и образования ветра является разница воздушного давления между двумя точками. Воздушное движение происходит от области с более высоким давлением к области с более низким давлением. Чем больше разница давления между двумя областями, тем сильнее будет ветер.

1. Столб воды какой высоты создаёт давление, равное 760 мм рт. ст.?

1 мм рт. ст. = 133,3 Па = 1,333 гПа

730 мм рт. ст. = 730 × 133,3 = 97309 Па = 973,09 гПа

770 мм рт. ст. = 770 × 133,3 = 102641 Па = 1026,41 гПа

1. Если стакан с водой накрыть листом бумаги и, придерживая бумагу рукой, перевернуть, то бумага не отпадает после того, как рука убрана, и вода не вытекает (рис. 134). Почему?

Если стакан с водой накрыть листом бумаги и, придерживая бумагу рукой, перевернуть, то бумага не отпадет, после того, как рука убрана, и вода не вытекает. Это происходит потому, что внутри стакана давление ниже, чем атмосферное давление снаружи, которое и удерживает бумагу с водой.

Чтобы достать монету, не замочив руки, нам понадобится небольшой кусок бумаги и спички. На блюдце в воде лежит монета. Зажигаем бумагу и бросаем в стакан, затем быстро ставим стакан кверху дном на блюдце. Мы можем наблюдать, что вся вода собралась в стакан.

Это произошло по причине атмосферного давления. Когда мы кинули бумажку в стакан, давление внутри поднялось; затем, когда стакан уже стоял на блюдце, бумажка потухла, и давление начало падать, так как начала снижаться температура. Вследствие этого атмосферное давление воздуха снаружи загнало воду на блюдце в область наименьшего давления, то есть в стакан.

1. Как, используя результаты опыта Торричелли, оценить массу земной атмосферы? Вычислите приблизительно эту массу.

Атмосферное давление равно 101300 Па, нам известна формула давления p=F/S; F=mg, тогда m=ps/g, площадь земли равна 5,1*1014 м2, тогда m=101300 * 5,1*1014/ 9,8= 5,3*1018 кг

Результат опыта с магдебургскими полушариями можно объяснить следующим образом: из-за того что воздух из сферы был выкачен, внутреннее давление в полушариях стало меньше атмосферного давления снаружи, что создало разницу в давлении, которая и удерживает полушария вместе. Чем больше разница между внутренним и внешним давлением, тем крепче будут сцеплены полушария.