Давление газов и жидкостей

5.2.1. Почему из бутылки с газированной водой, поставленной в теплое место, иногда вылетает пробка?

5.2.2. Почему газовые баллоны (даже с негорючим газом) представляют большую опасность в случае пожара?

5.2.3. Каким простым способом удаляют вмятину, которую получила оболочка мячика настольного тенниса?

5.2.4. В состоянии невесомости твердое тело не оказывает давления на опору. Будет ли газ давить на стенки сосуда в таком состоянии?

5.2.5. При каком давлении газ, занимавший объем 2,3·10^-4 м³, будет сжат до объема 2,25·10^-4 м³, если температура газа остается неизменной? Первоначальное давление газа равно 0,95·10⁵ Па.

5.2.6. Газ сжат при постоянной температуре от объема 8·10^-3 м³ до объема 6·10^-3 м³. Каким было первоначальное давление газа, если после сжатия оно стало равным 1,6·10⁴Па?

5.2.7. При сжатии газа его объем уменьшился с 8 л до 5 л, а давление повысилось на 60 кПа. Найти первоначальное давление. Процесс протекал при постоянной температуре.

5.2.8. Объем водорода при давлении 0,96·10⁵ Па равен 5·10^-4 м³. Какой объем будет иметь водород при давлении 0,98·10⁵ Па, если температура газа не изменялась?

5.2.9. При температуре 27ºС давление газа в закрытом сосуде было 75 кПа. Каким будет давление при температуре -13°С?

5.2.10. Давление воздуха в шинах велосипеда при температуре 12ºС равно 1,5·10⁵ Па. Каким станет давление при 42°С? Объем воздуха в шинах считать неизменным.

5.2.11. Во сколько раз увеличится давление газа в баллоне электрической лампочки, если после ее включения температура газа повысилась от 15°С до 300ºС? Объем газа считать неизменным.

5.2.12. При охлаждении газа при постоянном объеме, взятого при температуре 207ºС, его давление уменьшилась в 1,5 раза. Какой стала конечная температура газа?

5.2.13. При какой температуре находился газ в закрытом сосуде, если при нагревании его на 140ºС давление возросло в 1,5 раза?

5.2.14. Резиновую лодку надули ранним утром, когда температура окружающего воздуха была 7°С. На сколько процентов увеличилось давление воздуха в лодке, если днем под лучами солнца он прогрелся до 35°С? Объем воздуха в лодке считать неизменным.

5.2.15. В чем различие в передаче давления в случаях, изображенных на рис. 105?

5.2.16. Пуля, выпущенная из пневматического ружья, в пустой бутылке пробивает небольшое отверстие и проходит ее насквозь. Если бутылка заполнена водой, то при попадании в нее пули она разлетается вдребезги. Почему?

5.2.17. Если из пневматического ружья произвести выстрел в вареное яйцо, то пуля проходит насквозь, оставляя в нем небольшое отверстие. Что произойдет, если выстрел произвести в сырое яйцо? Ответ обосновать.

5.2.18. Почему железнодорожные шпалы кладут на сыпучий балласт (песок, гравий, щебень), а не прямо на твердую почву железнодорожного полотна?

5.2.19. Человек может лежать на автомобильной камере, наполненной воздухом. Однако если тот же человек встанет на камеру, то она может лопнуть (рис. 106). Почему? Обязательно ли камера лопнет в том месте, где на нее давит нога человека?

5.2.20. Справедлив ли закон Паскаля в невесомости?

5.2.21. Почему для космических путешествий приготавливают полужидкое питание и помещают его в тюбики с эластичными стенками.

5.2.22. Если в тюбике зубной пасты случайно проколоть отверстие в боковой стенке, то при выдавливании пасты она выходит и из этого отверстия тоже. Почему? Разве паста газообразная или жидкая?

5.2.23. Будет ли выдавливаться зубная паста из тюбика, как и при обычном пользовании, в условиях невесомости?

5.2.24. Почему подводные лодки иногда страдали от взрыва глубинных бомб даже тогда, когда бомба взрывалась в стороне от лодки?

5.2.25. Почему вода из самовара вытекает сначала быстро, а потом все медленнее и медленнее?

5.2.26. Как изменяется объем пузырька воздуха, когда этот пузырек поднимается со дна водоема на поверхность?

5.2.27. Воду, которая была в узкой мензурке, перелили в широкую банку. Изменилось ли давление воды на дно?

5.2.28. Почему глубоководная рыба, вынутая из воды, может быть разорвана на части? Ответ поясните.

5.2.29. Почему пловец, нырнувший на большую глубину, испытывает боль в ушах?

5.2.30. Для подводных лодок устанавливается глубина, ниже которой они не должны опускаться. Чем объясняется существование такого предела?

5.2.31. Жидкость налита в сосуд (рис. 107). Как найти величину давления жидкости на дно АВ?

5.2.32. Жидкость налита в сосуд (рис. 108). Как определить ее давление на дно АВ?

5.2.33. В бак налита вода. Какое давление испытывают пробки А, В, С, D (рис. 109)?

5.2.34. Определите давление воды на дно трубки при двух положениях трубки (см. рис. 110 а, б),если l = 1 м, с = 0,5 м.

5.2.35. В сосуд с водой опускают тело, подвешенное на нити, не касаясь дна сосуда Изменится ли при этом давление воды на дно сосуда?

5.2.36. В сосуде с водой растворили поваренную соль. Изменилось ли после этого давление на дно сосуда?

5.2.37. Из колодца поднимают на веревке дырявое ведро с водой. Веревка обрывается. Вытекает ли вода из отверстий во время падения?

5.2.38. В каком из сосудов (см. рисунок 111) сила давления жидкости на дно больше веса, а в каком — меньше?

5.2.39. Какую форму следует придать сосуду, чтобы при доливании небольшого количества жидкости сила давления на дно возрастала бы как можно быстрее?

5.2.40. В аквариум длиной 30 см и шириной 20 см налита вода до высоты 25 см. Определите силу давления и давление воды на дно аквариума.

5.2.41. Сможет ли человек открыть люк подводной лодки на глубине 100 м, если площадь люка 0,2 м²?

5.2.42. Сосуд в форме куба с ребром а = 36 см заполнен водой и керосином. Масса воды равна массе керосина. Определите давление жидкостей на дно сосуда. Толщиной стенок сосуда пренебречь.

5.2.43. В цилиндрическую мензурку высотой h = 45 см налиты ртуть, вода и керосин. Объемы всех жидкостей одинаковы, жидкости не смешиваются между собой и полностью заполняют мензурку. Найдите давление на дно.

5.2.44. В цилиндрическом сосуде под слоем керосина находится 15-сантиметровый слой воды. Объем керосина в три раза превышает объем воды. Каково давление на дно?

5.2.45. В мензурке находятся три слоя жидкостей (ртуть, вода и машинное масло) толщиной по 10 см. Каково давление на дно и на глубине 15 см?

5.2.46. В мензурке находятся 3 слоя жидкостей (ртуть, вода и машинное масло) толщиной по 20 см. На какой глубине давление в жидкости равно 7,9 кПа?

5.2.47. В цилиндрический сосуд налиты ртуть и вода. Общая высота двух слоев жидкости 14,6 см, а давление на дно сосуда 2,7 кПа. Каково отношение масс ртути и воды?

5.2.48. На какой глубине может быть раздавлена водой пустая бутылка, выброшенная за борт, если она выдерживает наружное давление 2 МПа? Рассмотрите два случая: а) бутылка плотно закупорена; б) бутылка открыта.

5.2.49. Площадь иллюминатора батискафа 2 дм². С какой силой давит на иллюминатор вода при погружении на глубину 11 км?

5.2.50. В стенке большого аквариума в океанарии имеется прямоугольный иллюминатор шириной 1 м и высотой 1,6 м. Найдите силу давления воды на иллюминатор, если верхний край иллюминатора находится на глубине 1,2 м.

5.2.51. На сколько увеличится давление на дно цилиндрической мензурки, если долить в нее 60 г воды? Площадь дна мензурки 12 см².

5.2.52. Коробок в форме куба заполнен водой. Определите давление воды на дно коробка, если масса воды в нём равна 64 г.

5.2.53. В сосуд с водой опустили деревянный поплавок. Производит ли поплавок давление на воду? Передает ли вода это давление на дно и стенки сосуда?

5.2.54. Изменится ли давление воды на дно ведра, если в воду опустить мяч? Камень?

5.2.55. Кубик с длиной ребра 10 см погружен в воду так, что его нижняя грань находится в воде на глубине 25 см. С какой силой вода давит на нижнюю грань? На боковую грань?

5.2.56. На дно аквариума длиной 40 см и шириной 25 см положили чугунный шар массой 700 г. На сколько увеличилось после этого давление воды на дно, если вода из аквариума не вылилась? Шар погружен в воду полностью.

5.2.57. Со дна аквариума убрали камень массой 780 г. В результате давление воды на дно уменьшилось на 50 Па. Какова плотность камня, если известно, что длина аквариума 30 см, а ширина 20 см? Камень был погружен в воду полностью.

5.2.58. До какой высоты h следует налить однородную жидкость в сосуд, имеющий форму куба со стороной а, чтобы сила давления жидкости на дно сосуда была равна силе давления жидкости на боковые стенки его? Толщиной стенок сосуда пренебречь.

5.2.59. Два тяжелых поршня жестко связаны между собой стержнем длиной l (см. рисунок 112). Площадь меньшего поршня S, площадь большего – 2S. Найдите давление жидкости на больший поршень, если общая масса поршней и стержня М, а плотность жидкости ρ. Атмосферное давление не учитывайте.

5.2.60. Невесомая жидкость находится между двумя невесомыми поршнями, жестко связанными между собой тонкой, нерастяжимой нитью (рис. 113). На верхний поршень действует сила F, площади поршней S₁ и S₂. Чему равно давление в жидкости?

5.2.61. Цилиндрический сосуд с площадью дна 100 см² заполнен водой. В него вставляют поршень с отверстием, в которое вставлена трубка (рис. 114). Определите, на какую высоту поднимется вода в трубке, когда поршень прекратит свое движение вниз, если масса поршня с трубкой 2,4 кг, а внутренняя площадь поперечного сечения трубки 20 см². Трение не учитывать.

5.2.62. Два сосуда с приставным дном (рис. 115) погружены в воду на одинаковую глубину. Дно сосудов отпадает, если налить в каждый из них воды массой 1 кг. Отпадет ли дно, если воду заменить жидкостью той же массы, но с плотностью, меньшей плотности воды?

5.2.63. Сосуды с приставным дном (см. рис. 115) погружены в воду на одинаковую глубину. Дно сосудов отпадает, если налить в каждый из них воды массой 1 кг. Отпадет ли дно, если воду заменить жидкостью той же массы, но с плотностью, большей плотности воды?

5.2.64. В сосуде с водой на подставках находится цилиндр без дна. Высота выступающей из воды части цилиндра равна Н = 5 см. Внутрь цилиндра наливают масло. Какую высоту должен иметь цилиндр, чтобы его можно было заполнить маслом целиком?

5.2.65. На горизонтальном листе резины лежит перевернутая кастрюля радиусом R = 10 см и высотой Н = 15 см. В дне кастрюли просверлено круглое отверстие радиуса r = 1 см, в которое плотно вставлена легкая вертикальная трубка (см. рисунок 116). В кастрюлю через трубку наливают воду. Когда вода заполняет всю кастрюлю и поднимается по трубке на h = 4 см, она начинает вытекать из-под краев кастрюли. Какова масса mкастрюли?

5.2.66. На рисунке 117 в три сосуда различной формы налита жидкость. Ее уровень во всех сосудах одинаков. В каком сосуде давление жидкости на его дно больше?

1) В первом. 2) Во втором.

3) В третьем. 4) Во всех сосудах одинаковое.

5.2.67. Чему примерно равно давление, созданное водой, на глубине 2 м?

1) 200 Па. 2) 2000 Па.

3) 5000 Па. 4) 20 000 Па.

5.2.68. На рисунке 118 изображены четыре сосуда с водой. Площадь дна у всех сосудов одинаковая. Сравните силы давления F₁, F₂, F₃ и F₄ жидкости на дно сосуда.

1) F₁ = F₂ = F₃ = F₄.

2) F₄ < F₃ < F₂ < F₁.

2) F₄ < F₃ = F₂ < F₁.

3) F₄ < F₁ = F₂ = F₃.