Как найти массу воздуха
Воздух — это естественная смесь газов, состоящая, большей частью, из азота и кислорода. Масса воздуха в единице объема может меняться, если меняются пропорции составляющих его компонентов, а также при изменении температуры. Массу воздуха можно найти, зная объем, который он занимает, или количество вещества (количество частиц).
Вам понадобится
- плотность воздуха, молярная масса воздуха, количество воздуха, объем, занимаемый воздухом
Инструкция
Пусть нам известен объем V, который занимает воздух. Тогда по известной формуле m = p*V, где — p — плотность воздуха, мы можем найти массу воздуха в этом объеме.
Плотность воздуха зависит от его температуры. Плотность сухого воздуха вычисляется через уравнение Клапейрона для идеального газа по формуле: p = P/(R*T), где P — абсолютное давление, T — абсолютная температура в Кельвинах, а R — удельная газовая постоянная для сухого воздуха (R = 287,058 Дж/(кг*К)).
На уровне моря при температуре 0оС плотность воздуха равна 1,2920 кг/(м^3).
Если известно количество воздуха, то его массу можно найти по формуле: m = M*V, где V — количество вещества в молях, а M — молярная масса воздуха. Средняя относительная молярная масса воздуха равна 28,98 г/моль. Таким образом, подставив ее в эту формулу, вы получите массу воздуха в граммах.
Источники:
- Физические свойства воздуха
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Массу воздуха в комнате можно определить, используя формулу:
m = ρ * V
где m — масса воздуха, кг;
ρ — плотность воздуха, кг/м³;
V — объем комнаты, м³.
Определите объем комнаты. Измерьте длину, ширину и высоту комнаты с помощью линейки или мерного инструмента. Умножьте значения, чтобы найти объем комнаты в кубических метрах.
Определите плотность воздуха. Плотность воздуха зависит от температуры, давления и влажности. Для комнатных условий можно принять среднюю плотность воздуха при нормальных условиях (н.у.) равной примерно 1,2 кг/м³.
Вычислите массу воздуха в комнате, умножив объем комнаты на плотность воздуха.
Например, если объем комнаты составляет 50 кубических метров, а плотность воздуха равна 1,2 кг/м³, то масса воздуха в комнате будет:
m = 1,2 кг/м³ * 50 м³ = 60 кг
Таким образом, масса воздуха в комнате составляет примерно 60 кг.
Однако стоит отметить, что плотность воздуха может изменяться в зависимости от температуры, давления и влажности, поэтому результаты могут быть неточными. Кроме того, в комнате может находиться другие газы, такие как углекислый газ, кислород или пары воды, которые могут повлиять на общую массу газов в комнате.
Светило науки — 14 ответов — 0 раз оказано помощи
Ответ:
Масса равна произведению плотности на объём: m=p*V
Смотрим по таблице → плотность воздуха при нормальном атмосферном давлении и температуре 0°С равна p=1,29 кг/м³.
Значит, масса воздуха 1 м³ (объём) будет равна:
m=p*V=1,29 кг/м³*1 м³ = 1,29 кг
———————————————————————————————————-
При разном атмосферном давлении и температуре, массу воздуха вычисляем с помощью уравнения Менделеева — Клапейрона:
рV=
Выражаем массу:
m=, где
р — давление воздуха, Па;
V — объём, м³;
M — молярная масса воздуха, М=0,029 кг/моль;
R — универсальная газовая постоянная, R=8,31 Дж/моль*К;
Т — температура Кельвина Т=t+273 К
МОУ «Больше — Подовеченская школа»
Проект
« Масса и вес воздуха »
Вид проекта: краткосрочный, исследовательский,
групповой.
Подготовили
учащиеся 7 класса
Баркова
Алина
Ишаев
Виталий
Минаев Максим
Скопа Виктория
Руководитель: Власкина Н.В.
д.Селезневка 2018г
План проекта.
1.Введение.
2.Проблема
3. Цель проекта
4. Задачи проекта
5. Содержание
5.1. Атмосфера и ее значение для человека
5.2.Расчет массы и веса воздуха в нашей школе
6. Продукт проекта
7.Заключение.
8. Используемые ресурсы
- Введение:
На уроке физики по
теме «Вес воздуха. Атмосферное давление.» учитель физики Наталья Викторовна
задала нам вопрос: «А как вы думаете, обладает ли воздух весом?».
Некоторые из нас
ответили, что, наверное, нет. Некоторые, что вероятнее всего да. Тогда Наталья
Викторовна спросила «А хотим ли мы узнать, обладает ли воздух весом ? И как
узнать вес воздуха?».
Мы, конечно же,
ответили, что хотим.
Тогда учитель
провела опыт со стеклянным шаром, откачав из него воздух, взвесив шар, а потом
впустив в шар воздух , опять взвесила его. И мы наглядно убедились в том, что
воздух имеет и массу и вес.
И при закреплении
учитель попросила нас найти массу и вес воздуха в кабинете физики.
Мы измерили длину,
ширину и высоту кабинета, нашли объем кабинета. Затем по формулам нашли массу
и вес воздуха.
Нас очень
заинтересовала эта тема, стало интересно найти массу и вес воздуха в нашей
школе.
- Проблема:
Нам очень хочется узнать массу и вес воздуха в нашей школе.
- Цель проекта:
Наш проект называется
» Масса и вес воздуха».
Цель этого
проекта найти массу и вес воздуха в нашей школе.
- Задачи
проекта:
·
Измерить все учебные и служебные помещения школы,
найти объем каждого помещения.
·
Сложив полученные результаты, узнать объем всей
школы.
·
Применяя известные нам формулы, рассчитать массу и
вес воздуха в нашей школе.
·
Выйти с результатами исследований к учащимся 5-6
классов.
- Содержание
5.1. Атмосфера и
ее значение для человека
На уроках
географии мы изучали понятие атмосфера.
Что такое атмосфера? Воздушную оболочку, окружающую Землю,
называют атмосферой (от греч. атмос — пар,
воздух и сфера — шар).
Атмосфера, как показали наблюдения за полетом искусственных спутников Земли,
простирается на высоту нескольких тысяч километров.
Вследствие действия силы тяжести верхние слои воздуха, подобно воде океана,
сжимают нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат
больше всего и, согласно закону Паскаля, передает производимое на него давление
по всем направлениям.
Атмосфера имеет
большое значение для человека. Для нормальной жизни человеку, прежде всего,
нужен воздух. Без еды человек может прожить до пяти дней, без воздуха не более
пяти минут. В сутки человек в среднем потребляет около килограмма пищи, до двух
с половиной литров воды и кислород из двадцати килограммов воздуха. Но
потребляемый воздух должен отвечать определённым требованиям, иначе он вызовет
хронические заболевания. В результате промышленных выбросов воздух многих
городов загрязнен настолько, что днем почти не видно солнца. Промышленная пыль
представляет собой один из основных видов загрязнения атмосферы. Вред,
причиняемый пылью и золой, является глобальным. Пыль засоряет слизистые
оболочки дыхательных органов и глаз, раздражает кожные покровы человека,
является переносчиком бактерий и вирусов, снижает освещенность улиц, заводских
зданий, жилищ, вызывая перерасход электроэнергии. Атмосферный воздух — это
источник дыхания человека, животных и растительности, а также средой, в которую
выбрасываются отходы жизнедеятельности человека, животных и растений. Важную
роль во всех природных процессах играет атмосфера. Она служит надежной защитой
от вредных космических излучений, определяет климат данной местности и планеты
в целом. Воздух атмосферы является одним из основных жизненно важных элементов
окружающей среды. Беречь его, сохранять в чистоте — значит сохранять жизнь на
Земле.
5.2.Расчет массы и веса воздуха в нашей школе
Вес воздуха легко найти, зная массу воздуха.
Поэтому сначала мы находим массу воздуха. Для этого нам нужно найти
объем воздуха.
Чтобы найти объем, нам необходимо найти длину, ширину, высоту
кабинетов.
Мы произвели все измерения и результаты занесли в таблицу:
|
Название |
Длина(м) |
Ширина(м) |
Высота(м) |
Объем(м3) |
|
Кабинет |
6 |
5,7 |
3,1 |
106,02 |
|
Кабинет русского |
6 |
5,7 |
3,1 |
106,02 |
|
Кабинет |
6 |
5,7 |
3,1 |
106,02 |
|
Кабинет |
6 |
5,7 |
3,1 |
106,02 |
|
Кабинет химии и |
8 |
5,6 |
3,1 |
138,88 |
|
Кабинет языка |
6 |
5,6 |
3,1 |
104,16 |
|
Кабинет |
6 |
5,6 |
3,1 |
104,16 |
|
Кабинет |
5,6 |
5,6 |
3,1 |
97,22 |
|
Спортивный зал |
17 |
8 |
6 |
816 |
|
Столовая |
8,5 |
5,7 |
3,1 |
150,2 |
|
Кабинет |
4 |
2,8 |
3,1 |
34,72 |
|
Кабинет |
3 |
2,8 |
3,1 |
26,04 |
|
Компьютерный |
3,3 |
4,2 |
3,1 |
42,97 |
|
Учительская |
4,5 |
4,2 |
3,1 |
58,6 |
|
Раздевалка |
4 |
3 |
3,1 |
37,2 |
|
Санузлы |
8 |
4 |
3,1 |
99,2 |
|
Коридор |
66 |
2,6 |
3,1 |
531,96 |
|
Всего |
2665 |
Сделав все
измерения, мы вычислили объем всей школы. Он оказался равным
2665 м3.
Находим массу
воздуха в школе, используя формулу m=p*v
m= 1,29 *2725=3438кг .
Мы были очень
удивлены этой цифре!!!
Затем мы вычислили
вес воздуха.
P=g*m =9,8 *3438 =33692н
- Продукт
проекта
Путешествие в
физику
по теме : «Вес воздуха.
Атмосферное давление»
А
знаете ли вы, что воздух имеет массу и вес?
Нам
очень захотелось узнать массу и вес воздуха в нашей школе.
Мы измерили все учебные и служебные помещения школы, нашли объем каждого
помещения.
Сложив полученные
результаты, узнали объем всей школы.
Применяя известные
нам формулы, рассчитали массу и вес воздуха в нашей школе.
Сделав все
измерения, мы вычислили объем всей школы. Он оказался равным 2665 м3.
Находим массу
воздуха в школе, используя формулу m=p*v
m= 1,29 *2725=3438кг .
Мы были очень
удивлены этой цифре!!!
Затем мы вычислили
вес воздуха.
P=g*m =9,8 *3438 =33692н
Вы
представляете, что масса всего воздуха в нашей школе почти три с половиной
тонны!!!
Почему же мы не
ощущаем этого веса?
На среднего по размерам человека со стороны
атмосферного давления действует сила давления около 150 000Н.
Но мы справляемся с такой нагрузкой, т.к. внешнее
атмосферное давление уравновешивается давлением жидкости внутри нашего
организма.
На уроках
географии вы изучали понятие атмосфера.
Что такое атмосфера? Воздушную оболочку, окружающую Землю,
называют атмосферой (от греч. атмос — пар,
воздух и сфера — шар).
Атмосфера, как показали наблюдения за полетом искусственных спутников Земли,
простирается на высоту нескольких тысяч километров.
Вследствие действия силы тяжести верхние слои воздуха, подобно воде океана,
сжимают нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат
больше всего и, согласно закону Паскаля, передает производимое на него давление
по всем направлениям.
1. Мухи и древесные лягушки могут
держаться на оконном стекле благодаря крошечным присоскам, в которых создается
разряжение, и атмосферное давление удерживает присоску на стекле.
2. Рыбы прилипалы
имеют присасывающую поверхность, состоящую из ряда складок, образующие глубокие
«карманы». При попытке оторвать присоску от поверхности, к которой она
прилипла, глубина карманов увеличивается, давление в них уменьшается и тогда
внешнее давление еще сильнее прижимает присоску.
3. Слон использует
атмосферное давление всякий раз, когда хочет пить. Шея у него короткая, и он не
может нагнуть голову в воду, а опускает только хобот и втягивает воздух. Под
действием атмосферного давления хобот наполняется водой, тогда слон изгибает
его и выливает воду в рот.
4. Пещеры «дышат».
Это происходит, когда атмосферное давление изменяется, и воздух внутри них
выходит через трещины наружу или, при повышенном наружном давлении,
просачивается внутрь.
5. Лишившись атмосферы Земля стала бы такой же мертвой, как ее спутница Луна,
где попеременно царят то испепеляющий зной, то ледянящий холод — + 130 С днем и
— 150 С ночью.
6. Если бы атмосфера Земли не вращалась вместе с Землей вокруг ее оси, то на
поверхности Земли возникли бы сильнейшие ураганы.
7. Что произошло бы на земле, если бы воздушная атмосфера вдруг исчезла?
— на Земле установилась бы температура приблизительно -170 °С, замерзли бы все
водные пространства, а суша покрылась бы ледяной корой.
— наступила бы полная тишина, так как звук в пустоте не распространяется; небо
стало бы черным, поскольку окраска небесного свода зависит от воздуха; не стало
бы сумерек, зорь, белых ночей.
— прекратилось бы мерцание звезд, а сами звезды были бы видны не только ночью,
но и днем (днем мы их не видим из-за рассеивания частичками воздуха солнечного
света).
— погибли бы животные и растения.
8. Как мы дышим ?
За счет мышечного усилия мы увеличиваем объем грудной клетки, при этом давление
воздуха внутри легких уменьшается. Далее атмосферное давление «вталкивает» в
легкие порцию воздуха. При выдыхании происходит обратное явление.
9. Как мы пьем ?
Втягивание ртом жидкости вызывает расширение грудной клетки и разрежение
воздуха как в легких, так и во рту. Повышенное по сравнению с внутренним
наружное атмосферное давление «вгоняет» туда часть жидкости. Так организм
человека использует атмосферное давление.
10. На среднего по
размерам человека со стороны атмосферного давления действует сила давления
около 150 000Н. Но мы справляемся с такой нагрузкой, т.к. внешнее атмосферное
давление уравновешивается давлением жидкости внутри нашего организма.
11. Атмосфера земного
шара весит 5 300 000 000 000 000 тонн. Если бы, например, потребовалось
перевезти груз, равный весу земной атмосферы, из Москвы в Ленинград и если бы
каждый поезд имел 100 вагонов и проходил весь путь за 10 часов, то надо
затратить на перевозку этого груза почти 4 млрд. лет.
12. Земля и воздух
неотделимы. Если бы земная атмосфера не перемещалась вместе с Землей, то многие
путешествия было бы весьма просто совершить. Достаточно было бы подняться над
земной поверхностью на воздушном шаре и опуститься тогда, когда нужный участок
Земли будет под воздушным шаром.
13.На Северном полюсе
теплее, чем на Южном. Северный полюс находится на уровне моря, Южный — на высоте
свыше 3 километров от уровня моря. Северный полюс окружен со всех сторон
материками, которые летом дают немало тепла; к Северному полюсу подходит ветвь
теплого течения Гольфстрим; Северный полюс освещается солнцем почти на наделю
дольше, чем Южный.
14. Преодолевая силу
тяжести, мощная тепловая «машина», приводимая в движение энергией
Солнца, ежегодно поднимает с поверхности всего земного шара в атмосферу 511
тысяч кубических километров воды. 411 тысяч кубических километров поднимается с
одной только поверхности океана.
15. Гроза в Египте
бывает всего один раз в 200 лет.
16. Молнии приносят
пользу. В своем «молниеносном» полете они успевают выхватить из
воздуха миллионы тонн азота, «связать» его и направить в землю. Это
бесплатное удобрение обогащает почву, на которой растут злаки.
17.Флюгер, как
предполагают, — один из наиболее древних метеорологических приборов. Еще около
двух тысяч лет назад идея устройства «ветроуказателя» была занесена с
Востока в Европу, В древней Японии и Китае флюгер имел, вид дракона. В
средневековых европейских Городах стало обычаем украшать шпили высоких зданий
флюгером, изображающим петуха. Приборы эти получили название «петухов
погоды», так как за переменой ветра часто следовала перемена погоды.
18. Старинной кладки
колодец, «предсказывающий» погоду, имеется на плато Устюрт, в
Казахстане. Перед дождем, туманом или снегопадом он втягивает в себя воздух, а
в погожий, сухой солнечный день, наоборот, выталкивает его наружу. Если в этот
момент кинуть в колодец шапку, она, не достигнув воды, вылетит обратно.
Колодец-феномен, выложенный долбленными известковыми плитами, служит гурьевским
чабанам природным барометром. Он исправно оповещает их о приближающемся
ненастье.
Успехов вам в будущем в изучении
физики!!!!!!!!!!
Заключение.
Мы узнали чему равна масса и вес
воздуха в нашей школе.
Нам было очень интересно выполнять наш
проект.
Используемые источники:
- Перышкин А.В. Физика.
7 класс. – М. Дрофа, 2016г - https://www.google.ru
Для начала вспомним пройденное вами на уроках географии: что же такое атмосфера (рисунок 1) и каково ее строение?
Атмосфера — это воздушная оболочка Земли, состоящая из нескольких слоев (ионосфера, термосфера, стратосфера и тропосфера), которые простираются на несколько тысяч километров в высоту.
Основная масса воздуха находится в нижнем слое — тропосфере. Как вы знаете, наиболее плотный и сжатый воздух находится именно в тропосфере, так как количество молекул в этом слое больше. А чем выше слой, тем воздух более разреженный.
Другими словами, плотность атмосферы с высотой уменьшается. Но почему атмосфера не улетает в космос? Почему не оседает на поверхность Земли? Сейчас мы найдем ответы на эти интересные вопросы.
Вес воздуха
Как и на любое тело на Земле, на воздух действует сила тяжести. Соответственно, мы можем сказать, что воздух имеет свой вес. Как же его определить? Для этого нам нужно знать его массу (вспоминаем формулу $P=gm$).
Как можно определить массу воздуха?
Чтобы найти массу воздуха, рассмотрим интересный опыт (рисунок 2). У нас есть открытый стеклянный шар. Положим его на чашу весов и уравняем со второй чашей, на которую поставим гири. Теперь весы находятся в равновесии (рисунок 2, а).
Теперь закроем шар зажимом и с помощью насоса удалим из него воздух. Отсоединим насос, плотно закрыв шар (рисунок 2, б).
Теперь снова поставим шар на весы. На рисунке 2, в мы видим, что равновесие весов нарушилось и пустой шар весит меньше гирь на другой чаше. Теперь мы можем выровнять чаши весов с помощью дополнительных гирь. Получается, что масса воздуха, заполнявшего шар, равна массе дополнительных гирь.
Проводя подобные опыты, ученые выяснили, что масса воздуха объемом $1 space м^3$ при температуре $0 degree C$ и при нормальном атмосферном давлении составляет $1.29 space кг$.
Вычислим вес этого воздуха по формуле $P = gm$:
$P = 9.8 frac{Н}{кг} cdot 1.29 space кг approx 13 space Н$.
Атмосферное давление и воздушная оболочка Земли
Что же такое «атмосферное давление»? Вследствие чего оно создается?
Так как сила тяжести действует на все слои атмосферы, верхние слои сжимают нижние. Поэтому нижний воздушный слой, прилегающий к Земле, сжат больше всего (рисунок 3). Согласно закону Паскаля этот слой передает производимое на него давление одинаково по всем направлениям.
В результате этого земная поверхность и все тела, находящиеся на ней, испытывают давление всех слоев воздуха или испытывают атмосферное давление.
Атмосферное давление — это давление всей толщи воздуха, которое испытывает земная поверхность и все находящиеся на ней тела.
Как мы уже знаем, молекулы газов, составляющих атмосферу Земли (21% кислорода, 78% азота, 1% другие газы), находятся в беспорядочном и непрерывном движении, поэтому они не падают на поверхность Земли. Но тогда почему они не улетают в космическое пространство?
Для того чтобы покинуть Землю нужно развить очень большую скорость — около $11.2 frac{км}{с}$, которая называется второй космической скоростью. Скорость молекул в атмосфере Земли намного меньше этого значения, поэтому воздушная оболочка остается на месте.
Из всего выше сказанного, логично предположить, что из-за действия силы тяжести газ в закрытом сосуде будет иметь неодинаковую плотность: внизу сосуда плотность будет больше, чем в верхних его частях; давление на дно будет больше, чем вверху.
Однако это различие в плотности будет столь мало, что его почти всегда можно не учитывать. Атмосфера же простирается на несколько тысяч километров — различия в плотности воздуха будут существенными.
Опыты
Рассмотрим ряд опытов, которые демонстрируют явление атмосферного давления.
Опыт №1
Один из интереснейших опытов, доказывающих существование атмосферного давления, осуществил немецкий физик Отто фон Герике в далеком 1654 году в городе Магдебурге.
Он сложил вместе два металлических полушария и выкачал из полости между ними весь воздух. Восемь пар лошадей тянули в разные стороны, пытаясь разорвать полушария, но атмосферное давление так сильно прижало их друг к другу, что они так и остались сцепленными. Когда же внутрь полушарий снова запустили воздух, они распались без единого внешнего усилия.
Опыт №2
На рисунке 4 изображена стеклянная трубка с расположенным внутри нее поршнем. Трубка частично опущена в воду. Если мы начнем поднимать поршень, то за ним будет подниматься вода. Почему так происходит?
При подъеме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство, в которое поднимается вода под давлением воздуха снаружи.
Какое физическое явление мы используем, набирая лекарства пипеткой? То же самое атмосферное давление, что и в опыте с трубкой и поршнем. Именно по такому принципу работают не только пипетки, но и шприцы, насосы.
Опыт №3
Теперь возьмем небольшой сосуд. Закроем его пробкой, в которую вставлена трубка с краном. Откачаем из этого сосуда воздух и закроем кран. Опустим конец трубки в воду (рисунок 5).
Когда мы откроем кран, вода с напором брызнет внутрь сосуда. Произойдет это под действием атмосферного давления, ведь оно больше давления разреженного воздуха в сосуде.
Применение атмосферного давления в природе
Атмосферное давление также используется животными в дикой природе.
Например, мухи и древесные лягушки могут держаться на вертикальных поверхностях благодаря маленьким присоскам, в которых создается разрежение, и атмосферное давление удерживает присоску на поверхности.
Слон же использует атмосферное давление, когда пьет: он опускает хобот и втягивает воздух. Под действием атмосферного давление хобот наполняется водой.
Упражнения
Упражнение №1
Как для объяснения явлений, изображенных на рисунках 4 и 5, используется закон Паскаля?
Посмотреть ответ
Скрыть
Ответ:
На рисунке 4 при подъеме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. Под действием атмосферного давления, которое по закону Паскаля передается в жидкости одинаково по всем направлениям, вода поднимается за поршнем.
На рисунке 5 у нас атмосферное давление по закону Паскаля передается воде в трубке. Под его действием она устремляется вверх, так как давление в закрытом сосуде меньше атмосферного.
Упражнение №2
Чему равен вес воздуха объемом $1 space м^3$?
Дано:
$V = 1 space м^3$
$rho = 1.29 frac{кг}{м^3}$
$g = 9.8 frac{Н}{кг}$
$P — ?$
Посмотреть решение и ответ
Скрыть
Решение:
Вес воздуха определяется силой тяжести, которая действует на него:
$P = F_{тяж} = gm$.
Выразим массу через плотность и объем:
$m = rho V$.
Подставим в формулу для веса и рассчитаем его:
$P = g rho V$,
$P = 9.8 frac{Н}{кг} cdot 1.29 frac{кг}{м^3} cdot 1 space м^3 = 12.642 space Н approx 13 space Н$.
Ответ: $P approx 13 space Н$.
Задания
Задание №1
Измерьте объем комнаты в вашей квартире и вычислите массу и вес воздуха в ней, считая, что его плотность равна $1.29 frac{кг}{м^3}$.
Дано:
$rho = 1.29 frac{кг}{м^3}$
$a = 3 space м$
$b = 6 space м$
$c = 5 space м$
$g = 9.8 frac{Н}{кг}$
$m — ?$
$P — ?$
Посмотреть решение и ответ
Скрыть
Решение:
Плотность по определению:
$rho = frac{m}{V}$.
Выразим отсюда массу и рассчитаем ее:
$m = rho V = rho a cdot b cdot c$,
$m = 1.29 frac{кг}{м^3} cdot 3 space м cdot 6 space м cdot 5 space м = 116.1 space кг approx 116 space кг$.
Рассчитаем вес воздуха в комнате:
$P = gm$,
$P = 9.8 frac{Н}{кг} cdot 116.1 space кг = 1137.78 space Н approx 1138 space Н$.
Ответ: $m approx 116 space кг$, $P approx 1138 space Н$.
Задание №2
На дне пластиковой бутылки (рисунок 6) сделайте отверстие. Зажмите отверстие пальцем и налейте в бутылку воды, закройте горлышко крышкой. Осторожно отпустите палец. Вода из бутылки выливаться не будет. Теперь осторожно откройте крышку. Из отверстия польется вода. Объясните наблюдаемое явление.
Посмотреть ответ
Скрыть
Ответ:
Изначально (когда закрыта и крышка, и отверстие) воздух внутри бутылки оказывает давление, равное атмосферному, на воду. Вода под действием силы тяжести оказывает давление на дно бутылки. Итого получается, что дно бутылки испытывает суммарное давление, которое оказывает и вода, и воздух.
Уберем палец от отверстия. Теперь на воду действует атмосферное давление не только сверху, но и снизу (через отверстие). Сначала вода будет выливаться, но в какой-то момент остановится. В этот момент суммарное давление в бутылке уравновесится атмосферным давлением. Это стало возможным, потому что уменьшилась высота столба воды ($p = rho gh$) и плотность воздуха в бутылке (объем увеличился при неизменной массе).
А теперь откроем крышку. Вода снова стала выливаться. Теперь на нее сверху и снизу действует атмосферное давление, само себя уравновешивая. Но на воду также действует сила тяжести. Именно под воздействием этой силы жидкость польется со дна бутылки.
Задание №3
Напольная поилка для птиц (рисунок 7) состоит из бутылки, наполненной водой и опрокинутой в корытце так, что горлышко находится немного ниже уровня воды в корытце. Почему вода не выливается из бутылки? Если уровень воды в корытце понизится и горлышко бутылки выйдет из воды, часть воды из бутылки выльется. Почему?
Посмотреть ответ
Скрыть
Ответ:
На воду в корытце действует атмосферное давление. Оно уравновешивает давление воды в бутылке, создаваемое весом жидкости.
Когда уровень воды в корытце опустится ниже горлышка бутылки, в нее будет попадать воздух. Теперь атмосферное давление действует напрямую на воду в бутылке. Оно будет выталкивать воду до тех пор, пока горлышко бутылки снова не окажется под водой.
Задание №4
На рисунке 8 изображен прибор ливер, служащий для взятия проб различных жидкостей. Ливер опускают в жидкость, затем закрывают пальцем верхнее отверстие и вынимают из жидкости. Когда верхнее отверстие открывают, из ливера начинает вытекать жидкость. Проделайте опыт и объясните действие этого прибора.
Посмотреть ответ
Скрыть
Ответ:
Когда верхнее отверстие ливера закрыто, жидкость не вытекает. Это объясняется тем, что давление жидкости компенсируется атмосферным давлением, действующим снизу.
Когда верхнее отверстие открыто, на жидкость действует атмосферное давление и сверху, и снизу. Жидкость начинает вытекать из прибора под действием силы тяжести.