На рисунке 129 изображён 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.
рис. 129
Принцип действия ливера основан на действии атмосферного давления. Ливер опускают в жидкость, закрывают верхнее отверстие и вынимают из жидкости. Жидкость при этом не выливается потому, что давление внутри ливера меньше, чем атмосферное.ю и не способно вытолкнуть жидкость. Открываем верхнее отверстие ливера и жидкость выливается, потому что атмосферное давление сверху на жидкость и давление жидкости вместе взятые больше атмосферного давления снизу на жидкость.
Для объяснения работы прибора, используем основные физические законы, включая свойства давления, атмосферного давления и силы тяжести.
Атмосферное давление:
Атмосферное давление — это давление, которое воздух оказывает на поверхность Земли и объекты, находящиеся на ней. В любой точке атмосферы давление создаётся весом столба воздуха над этой точкой. На уровне моря атмосферное давление составляет примерно 101 325 Па (паскаль). Атмосферное давление играет ключевую роль в работе приборов, использующих воздух и жидкости.
Действие давления на жидкость:
Когда вы закрываете верхнее отверстие прибора пальцем, внутри ливера создаётся область, где отсутствует связь с атмосферным воздухом. Это значит, что давление внутри трубки остаётся неизменным, в то время как давление воздуха снаружи продолжает воздействовать на жидкость. Атмосферное давление снаружи удерживает жидкость внутри трубки, не позволяя ей выливаться.
Принцип работы прибора:
Когда ливер опускается в жидкость, жидкость заполняет нижнюю часть трубки. Это происходит под действием силы тяжести, которая заставляет жидкость двигаться вниз. Однако, как только вы закрываете верхнюю часть трубки пальцем, создаётся замкнутое пространство, и давление воздуха внутри трубки становится постоянным. Давление жидкости внутри трубки больше не может преодолеть атмосферное давление снаружи, что приводит к удержанию жидкости в трубке.
Открытие отверстия:
Когда верхнее отверстие прибора открывается, внутренняя часть трубки снова получает связь с атмосферным воздухом. Теперь давление внутри трубки становится равным атмосферному давлению. Сила тяжести, действующая на жидкость, заставляет её вытекать из трубки.
Закон Паскаля:
Закон Паскаля гласит, что давление, оказываемое на жидкость или газ в замкнутой системе, передаётся равномерно во всех направлениях. В данном случае, давление вне трубки передаётся через жидкость и воздух, что позволяет удерживать жидкость в трубке, пока верхнее отверстие закрыто.
Сила тяжести:
Сила тяжести всегда действует на жидкость, стремясь её вытолкнуть из трубки. Однако, при закрытом отверстии, атмосферное давление снаружи компенсирует эту силу.
Замкнутая система:
Когда отверстие закрыто, прибор становится замкнутой системой. Это предотвращает выход жидкости под действием силы тяжести, поскольку давление внутри остаётся неизменным. Открытие отверстия разрушает эту замкнутую систему, и жидкость выходит наружу.
Таким образом, действие прибора основано на взаимодействии атмосферного давления, силы тяжести и давления внутри замкнутой системы. Это демонстрирует принцип работы многих устройств, использующих свойства жидкостей и газов.
Пожауйста, оцените решение
