Стакан наполнен водой до высоты

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Открытый конец — капилляр

При работе со взрывной пипеткой измеренный объем газа вводят в пипетку, затем туда же впускают необходимый для сжигания газа воздух и закрывают кран на соединительной трубке. Резиновую трубку, надетую на открытый конец капилляра , зажимают. [47]

При работе со взрывной пипеткой измеренный объем газа вводят в пипетку, затем туда же впускают необходимый для сжигания газа воздух и закрывают кран на соединительной трубке. Резиновую трубку, надетую а открытый конец капилляра , зажимают. [49]

При работе со взрывной пипеткой измеренный объем газа вводят в пипетку, затем туда же впускают необходимый для сжигания газа воздух и закрывают кран на соединительной трубке. Резиновую трубку, надетую на открытый конец капилляра , зажимают. После этого для смешивания газов встряхивают пипетку и производят взрыр, соединив платиновые проволочки с индуктором и замкнув ток. [51]

Стакан наполнен водой до высоты 10 см. На дне его лежат капиллярные трубки, запаянные с одного конца и заполненные воздухом. Когда вода кипит, на открытых концах капилляров образуются пузырьки пара, диаметр которых в момент отрыва равен 0 2 мм. [52]

Кристаллы исследуемого вещества тщательно разотрите в фарфоровой ступке и плотно заполните полученным порошком запаянный с одной стороны стеклянный капилляр длиной 20 — 30 мм. Для этого полезно воспользоваться следующим приемом: открытый конец капилляра погрузить в порошок исследуемого вещества, а затем, перевернув капилляр, бросить его несколько раз в широкую стеклянную трубку длиной 0 5 — 1 м, поставленную вертикально на стол, покрытый листом стекла. Эти операции повторяют до тех пор, пока высота слоя плотно набитого в капилляре порошка не достигнет 5 — 10 мм. [54]

При анализе ампулку помещают в лодочку и перед введением в трубку конец капилляра отрезают. В лодочке ампулка должна лежать гак, чтобы открытый конец капилляра был выше шаровой части и направлен к передней части трубки для сожжения. [56]

При анализе ампулку помещают в лодочку и перед введением в трубку конец капилляра отрезают. В лодочке ампулка должна лежать так, чтобы открытый конец капилляра был выше шаровой части и направлен к передней части трубки для сожжения. Изгото — летучими жидкостями ампулку можно не за-вление ампулки. [58]

При анализе ампулку помещают в лодочку и перед введением в трубку конец капилляра отрезают. В лодочке ампулка должна лежать так, чтобы открытый конец капилляра был выше шаровой части и направлен к передней части трубки для сожжения. [59]

Источник

Давление в жидкости и газе. Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда

Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.

405. Поднимающиеся со дна водоема пузырьки воздуха увеличиваются в объеме по мере приближения к поверхности. Почему?
С приближением к поверхности, давление воды на пузырек падает.

406. Воду из узкого высокого стакана перелили в широкую кастрюлю. Как изменилось давление воды на дно?
Давление уменьшилось, поскольку уменьшилась высота водяного столба.

407. На рисунке 44 изображен старинный опыт: в крышку бочки, наполненную доверху водой, была вставлена высокая узкая трубка. Когда в трубку налили воды, бочка разорвалась. Объясните, почему небольшое количество воды, которую пришлось налить в трубку, могло разорвать бочку?

Давление на стенки бочки будет зависеть от плотности жидкости и высоты водяного столба и не зависит от площади поперечного сечения сосуда.

408. В сосуд налили слой воды высотой 15 см. каково давление этого слоя на дно сосуда?

409. Чему равно давление воды на глубине 50 см?

410. Банка высотой 50 см наполнена водою. Определите давление на 1 см2 дна банки.

411. В мензурку, площадь дна которой 20 см2 , налита вода до высоты 10 см. сколько граммов воды налито? Чему равно давление воды на дно мензурки?

412. Высота уровня воды в водопроводе 10 м (рис.45). Одинаковы ли давления на стенки трубы на различных высотах? Каково давление воды у нижнего конца трубы?

413. Каково давление на дверцу в шлюзовых воротах на глубине 12 м (рис. 46)?

414. В стакан высотой 10 см налита доверху ртуть. Вычислить давление на дно стакана.

415. Вычислите давление столбика ртути высотой 76 см.

416. Поршневой насос может произвести давление 5·105 Па. На какую высоту можно поднять воду этим насосом?

417. В трех сосудах налита вода до одной и той же высоты (рис. 47). В каком сосуде налито больше воды? В каком сосуде больше давление на дно?

Давление во всех сосудах на дно одинаково.

418. Внутрь жидкости погружен брусок (рис 48). Одинаковые ли давления испытывают боковые стенки бруска (левая и правая, передняя и задняя)? Одинаковые ли давления испытывают верхняя и нижняя грани бруска?

Боковые стенки испытывают одинаковое давление; верхняя и нижняя – разное.

419. Рассмотрите рисунок 48. Высота погруженного бруска АК=5 см. На сколько больше давление на грани MNKL, чем на ABCD, если брусок помещен в воду на глубину 12 см (до нижней грани)?

420. Если в подводной части судна появилась пробоина, то на эту пробоину накладывают «пластырь» — кусок паруса, который давлением воды прижимается к корпусу судна и не пропускает в пробоину воду. Определите силу, с которой прижимается пластырь, если площадь пробоины 0,5 м2 , а глубина, на которой сделана пробоина , 2 м.

421. В сталелитейном производстве «изложницей» называется чугунный стакан без дна, в который выливают Расплавленный металл (рис. 49). Верхнее отверстие изложницы немного меньше нижнего для того, чтобы можно было изложницу снять с отвердевшего слитка, когда остынет металл. Чтобы металл снизу не выливался, изложницы ставят на плоское основание и делают их очень массивными. На рисунке 49 слева изображена изложница, справа — подъем изложницы с отлитого слитка.
Определите силу давления, которую производит на подложку изложницы налитый чугун, если высота изложницы 1,5 м, а площадь нижнего основания 1600 см2. Плотность чугуна 7,2 г/см3.

422. Для спуска водолаза на очень большую глубину применяется специальный металлический скафандр (рис . 50). Какую силу давления должен выдержать этот скафандр на глубине 300 м, если общая поверхность скафандра составляет 2,5 м2 ?

423. Для выпуска расплавленного металла из литейного ковша делают на дне ковша отверстие, закрываемое специальной пробкой из огнеупорного металла. Определите давление расплавленной стали на пробку, если высота налитого металла 2 м, а плотность расплавленной стали 7,3 г/см³.

424. Как велика должна быть высота столба ртути и столба спирта, если этот столб производит давление в 105 Па?

425. Определите давление воды на стенки котла водяного отопления, если высота труб 20 м?

426.Вычислите разность давлений в трубах водопровода на нижнем этаже здания и на этаже, расположенном выше на 15 м?

427. Батискаф спустился в море на глубину в 50 м. Каково давление на поверхность батискафа на данной глубине?

428. Давление в водопроводе 4·105 Па. С какой силой давит вода на пробку, закрывающую отверстие трубы, если площадь отверстия 4 см2 ?

429. Давление в трубах водопровода 4·105 Па. На какую высоту будет бить вода из пожарной трубы, присоединенной к этому водопроводу, если не принимать во внимание сопротивление воздуха и трение воды в трубах?

430. Человек стоит на кожаном мешке с водой (рис. 51). Рассчитайте, на какую высоту поднимается вода в трубке, если масса человека 75 кг, площадь соприкасающаяся с мешком поверхности платформы 1000 см2.

Источник

Учебники

Журнал «Квант»

Общие

А так ли хорошо знакома вам гидроаэростатика? // Квант. — 2011. — № 3. — C. 32

По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала «Квант»

• . доказано, что более легкие, чем жидкость, тела, будучи
насильно погружены в эту жидкость, движутся вверх с
силой, равной тому весу, на который жидкость, имеющая
объем, равный этому телу, будет тяжелее последнего.
Архимед
Мы погружены на дно безбрежного моря воздушной
стихии, которая, как известно из неоспоримых опытов,
имеет вес, причем он наибольший вблизи поверхности
Земли.
Эванджелиста Торричелли
Сосуд, наполненный водой, является новым принципом
механики и новой машиной для увеличения сил в
желаемой степени.
Блез Паскаль
. Полет на свободном аэростате представляет нечто
совершенно исключительное.
Камиль Фламмарион
Это и есть уравнение гидростатики. В общем случае оно
не имеет решения.
Ричард Фейнман

Содержание

Безбрежное небо и неведомые глубины океана всегда влекли человека, побуждая его подняться как можно выше в воздух и опуститься как можно глубже под воду. Более двух тысяч лет назад был установлен один из самых древних законов, с которым вы знакомитесь одним из самых первых в курсе школьной физики, — закон Архимеда. С тех пор можно отсчитывать начало научного освоения двух стихий и рождение гидроаэростатики.

Мысли выдающихся ученых — как верстовые столбы на пути понимания и применения этого закона. Полеты на огромные высоты и глубоководные погружения совершаются сегодня на аппаратах, оснащенных современнейшим оборудованием, не только ради рекордов. Исследования атмосферы, в том числе последствий глобального потепления, разведка с воздуха, доставка грузов в труднодоступные места, совершенствование надводного и подводного флота, изучение морской фауны и флоры, поиски полезных ископаемых под океанским дном — вот неполный список задач, для решения которых необходимы аэростаты и дирижабли, научные суда и батискафы и. лежащий в основе их работы добрый старый закон Архимеда.

Но и в более простых задачах можно обнаружить неожиданные «подводные камни». Однако, не боясь предупреждения Фейнмана, беритесь за них — решения обязательно найдутся!

Вопросы и задачи

1. Что изображено на приведенном здесь рисунке? А если его перевернуть?

Микроопыт

В аквариум прямоугольной формы, наполненный водой, поместите любое тело, которое будет в нем плавать. Можно ли определить массу этого тела без взвешивания?

Любопытно, что.

. хотя Архимед считал себя прежде всего теоретиком, а работу над практическими приложениями относил к деятельности второго сорта, с его именем связывают около 40 изобретений.

. утверждение, получившее в науке имя Паскаля и ставшее одним из основных законов гидростатики, возможно, не в столь явной форме обнаруживается в трудах и Леонардо да Винчи, и Стевина, и Галилея, и Торричелли.

. несмотря на свою историческую важность, закон Архимеда не относится к фундаментальным законам природы. Так, его можно считать прямым следствием закона Паскаля; Стевин довольно просто обосновал его, исходя из принципов равновесия с помощью так называемого метода отвердевания жидкости; закон Архимеда выводится также из закона сохранения энергии.

. чтобы доказать, что пространство над столбиком ртути — в знаменитом опыте с заполненной ею стеклянной трубкой — остается пустым, Торричелли впускал туда воду, которая под действием атмосферного давления врывалась в него «со страшным напором» и целиком его заполняла.

. неосознанно, не пользуясь расчетами, люди издревле опирались на закон Архимеда, когда, например, необходимо было преодолевать водные преграды. И лишь в 1666 году английский корабел Энтони Дин, к удивлению современников, теоретически определил осадку корабля и прорезал в его бортах отверстия для пушек до его спуска на воду, в то время как раньше это проделывали, когда корабль был уже на плаву.

. к основоположникам аэростатики справедливо причисляют и Роберта Бойля, именем которого назван известный газовый закон. Так, после усовершенствования им насоса для откачки воздуха из резервуаров большого объема тут же возникли проекты по созданию летательных аппаратов, «более легких, чем воздух», причем сразу же предусматривались военные применения таких машин.

. полет людей на воздушном шаре, заполненном горячим дымом, долго не позволял совершить братьям Монгольфье сам французский король, опасаясь за жизнь аэронавтов. Первый полет был осуществлен лишь в 1783 году. И в том же 1783 году (в год своей смерти) великий математик Леонард Эйлер подробно рассчитал подъемную силу аэростата, словно завещал разумно рисковать, опираясь на знания законов физики.

. в 1932 году швейцарский физик Огюст Пикар поднялся на аэростате собственной конструкции в стратосферу на высоту почти 17 километров, а позднее на разработанном им же батискафе погрузился в самую глубокую точку Средиземного моря. В 1960 году его сын Жак на батискафе «Триест» погрузился в Марианскую впадину на рекордную глубину около 11 тысяч метров. Семейную традицию поддержал внук Огюста Пикара — Бертран, совершивший в 1999 году кругосветное путешествие на воздушном шаре «Орбитер» за двадцать дней без промежуточной посадки.

. автор модели расширяющейся Вселенной Александр Фридман занимался еще и метеорологией и в 1925году принял участие в рекордном по тому времени полете на воздушном шаре до высоты 7400 метров. А Огюст Пикар, научным руководителем которого был автор теории относительности Альберт Эйнштейн, поднимался в небо на аэростате в том числе и для проведения эксперимента, подтвердившего эту теорию.

. на смену людям, совершающим глубоководные погружения в батискафах, приходят роботы, «одетые» в специальную керамическую оболочку, позволяющую выдерживать чудовищное давление. Так, в 2009 году американский робот «Нерей» провел на дне Марианского желоба десять часов, выполняя различные измерения.

Ответы

1. Равновесие воздушных шаров. На перевернутом рисунке -равновесие сосудов с жидкостью.
2. Имея равный вес, цилиндры вытесняют одинаковые объемы ртути, а так как диаметры их равны, то одинаковы и глубины погружения.
3. Объем погруженной в воду части каждой коробочки меняется на одну и ту же величину. Поскольку сосуды одинаковы, то и уровень воды в каждом из них повысится одинаково.
4. Нет, так как вес вытесненной бруском воды равен весу бруска.
5. Нет, не выльется. Плотность материала кастрюли больше плотности воды, поэтому когда кастрюля утонет, она будет вытеснять меньший объем, нежели когда она плавала. Значит, уровень воды в ведре понизится.
6. На мелководье меньше действующая на человека выталкивающая сила.
7. Практически столько же, так как воду при погружении на такие глубины можно считать несжимаемой.
8. При нагревании ртуть расширяется сильнее, чем сталь, поэтому выталкивающая сила уменьшится, и шарик опустится глубже.
9. Да, может, если размеры тела близки к размерам сосуда.
10. Во втором сосуде пробковый цилиндр погрузился меньше, чем в первом, т.е. вытеснил меньше воды. Следовательно, второй сосуд тяжелее первого.
11. Допустим, что нить оборвалась. Тогда лед всплывет, и уровень воды в сосуде понизится. При дальнейшем таянии льда уровень воды уже меняться не будет.
12. Во втором, так как у бутылки внешний объем нижней части всегда больше объема верхней части.
13. Не изменяются, поскольку в весе одновременно теряют и судно, и вытесняемая им вода.
14. По мере поднятия увеличивается объем пузырька. Выталкивающая сила, пропорциональная объему пузырька, будет расти. На пузырек также будет действовать сила сопротивления, но она пропорциональна площади сечения пузырька и поэтому будет возрастать медленнее. Значит, движение пузырька будет ускоренным.
15. Гири нужно сделать из того же материала, что и взвешиваемое тело.
16. На одной и той же высоте над землей у шара из эластичной резины объем будет больше, чем у шара из прорезиненной ткани. Значит, выталкивающая сила, действующая на него, будет больше, и он поднимется выше.
17. Чем больше разница в плотностях воздуха и газа, заполняющего аэростат или дирижабль, тем больше подъемная сила. Следовательно, она возрастает при понижении температуры воздуха, когда он становится плотнее.
18. Дирижабль без газа внутри, конечно, стал бы легче, но его раздавило бы давление наружного воздуха.
19. Оболочка шара может не выдержать разности внутреннего и уменьшившегося внешнего давлений.
20. В принципе, можно — если сжимаемость газа больше сжимаемости тела.

Микроопыт

Можно. Для этого достаточно найти объем вытесненной телом воды, измерив сечение аквариума и изменение уровня воды при опускании в нее тела, и затем умножить этот объем на плотность воды.

Что читать в «Кванте» о гидроаэростатике

(публикации последних лет)

1. «Как попасть на Таинственный остров» — 2004, №1, с. 25;
2. «Путешествие на воздушном шаре» — 2004, №3, с.31;
3. «Задачи с жидкостями» — 2006, №1, с.40;
4. «Вверх и вниз через атмосферу» — 2007, №1, с.9;
5. «Гидростатика в стакане» — 2008, №3, с.47;
6. «Устоит ли наш кораблик?» — 2008, №4, с.42;
7. «Силы сопротивления в задачах динамики» — 2009, №1, с.50;
8. «Подводные камни» силы Архимеда» — 2009, №2, с.46;
9. «О плавании одномерных объектов» — 2010, №4, с.36.

Источник