Допоможіть будь ласка
1. Яка основна причина того, що газ створює тиск? (1 бал) а) Дія на газ сили тяжіння б) Удари молекул газу об стінки судини в) Притягання між молекулами газу і стінками судини 2. Тиск усередині нерухомої однорідної рідини: (1 бал) а) Є однаковим на всіх рівнях б) Є різним на одному рівні в) Дорівнює нулю г) Є однаковим на одному рівні 3. Що можна сказати про густину рідин в трьох сполучених посудинах, зображених на рисунку? (1 бал) а) ρ2 > ρ1 > ρ3 б) ρ1 = ρ2 = ρ3 в) ρ3 > ρ1 > ρ2 4. Виразіть у кілопаскалях тиск 450 мм рт. ст. (1 бал) 5. Визначте тиск гасу на дно цистерни, якщо рівень гасу в цистерні 2 м. Густина гасу 800 кг/м 3 . (2 бали) 6. Чому дорівнює висота будівлі, якщо на першому поверсі атмосферний тиск дорівнює 760 мм рт. ст., а на останньому — 755 мм рт. ст. (1 бал) 7. Площа більшого поршня гідравлічного пресу 300 см2 . На нього діє сила 9000 Н. Яка сила діє на менший поршень, якщо його площа дорівнює 15 см2 ? (2 бали) Задачі 8 та 9 на вибір 8. Нижню частину сполучених посудин наповнили ртуттю. У ліве коліно налили гас, а в праве — воду, висота стовпчика якої 16 см. Якої висоти має бути стовпчик гасу, щоб рівень ртуті в посудинах не змінився? (3 бали)
Answers & Comments
Verified answer
Ответ:
1.б) Удари молекул газу об стінки судини.
2.а) Є однаковим на всіх рівнях.
3.б) ρ1 = ρ2 = ρ3.
60 кПа (1 мм рт.ст. = 0,133 кПа).
4.Тиск дорівнює 15,4 кПа.
5.Обчислюємо тиск, використовуючи формулу P = ρgh, де ρ - густина газу, g - прискорення вільного падіння (9,81 м/с²), h - висота стовпчика газу.
P = 800 кг/м³ x 9,81 м/с² x 2 м = 15 648 Па = 15,4 кПа (до одного знака після коми).
6.Висота будівлі дорівнює різниці висот атмосферного тиску на першому і останньому поверхах, тобто:
h = (760 мм рт.ст. - 755 мм рт.ст.) x (1 кПа / 7,5 мм рт.ст.) ≈ 0,67 кПа.
Отже, висота будівлі дорівнює 0,67 км або 670 метрам.
7.Використовуючи принцип Паскаля, можна записати, що тиск, створений на більшому поршні, передається незмінним чином на менший поршень. Таким чином, ми можемо використовувати наступну формулу:
F1/A1 = F2/A2,
де F1 - сила, що діє на більший поршень, A1 - його площа, F2 - шукана сила, що діє на менший поршень, A2 - його площа.
Підставляємо відомі значення:
9000 Н / 300 см² = F2 / 15 см².
Отримуємо:
F2 = 450 Н.
Отже, на менший поршень діє сила 450 Н
8. За законом Паскаля, тиск на дно сполучених посудин повинен бути однаковим. Оскільки ртуть не змінює свій рівень, тиск на рівень ртуті у лівій і правій посудинах повинен бути однаковим.
Тому, можна порівняти тиск води та гасу в колінах. Тиск води дорівнює вагі устаткованої води, яка знаходиться над дном посудини, поділена на площу дна посудини:
Pводи = ρводи * g * hводи
де ρводи - щільність води, g - прискорення вільного падіння, hводи - висота стовпчика води.
Аналогічно, тиск газу дорівнює вагі устаткованого газу, який знаходиться над дном посудини, поділена на площу дна посудини:
Pгасу = ρгасу * g * hгасу
де ρгасу - щільність газу, hгасу - висота стовпчика гасу.
Так як тиск на дно сполучених посудин має бути однаковим, маємо:
Pводи = Pгасу
ρводи * g * hводи = ρгасу * g * hгасу
hгасу = (ρводи / ρгасу) * hводи
Значення щільності води та гасу можна знайти в таблицях:
щільність води при 20 °C: 1000 кг/м³
щільність гасу при 20 °C і нормальному тиску: 1,2 кг/м³
Тому,
hгасу = (1000 / 1.2) * 16 см = 13 333.33 см
Отже, висота стовпчика гасу має бути 13 333.33 см, щоб рівень ртуті в посудинах не змінився. Проте, ця висота надто велика, щоб бути практично корисною, тому у реальних умовах рівень ртуті буде змінюватись.