Упражнение 18

Физика А.В. Перышкин

1. На рисунке 120 показано водомерное стекло парового котла, где 1 — паровой котёл, 2 — краны, 3 — водомерное стекло. Объясните действие этого прибора.

Действие этого прибора основано на принципе сообщающихся сосудов. Поэтому, посмотрев на водомерное стекло, мы можем легко определить количество воды и количество пара в паровом котле.

2. На рисунке 121 изображён артезианский колодец в разрезе. Почва, суглинок и песок легко пропускают воду. Глина и известняк, наоборот, водонепроницаемы. Объясните действие такого колодца.

Когда дождевая вода, просочившись сквозь землю, встречает на пути водоупорный слой, она скапливается и образует подземный бассейн. Для того, чтобы добраться до его вод, нужно пробурить сква­жину. Случается, что подземные воды заключены между водоупорными слоями (как показано на рис. 121). И тогда в верхнем слое-кровле водонос­ного пласта по пробуренной скважине вода, по принципу сообщающихся сосудов, поднимается на поверхность и фонтанирует. В Париже теплые ар­тезианские источники питают плавательные бас­сейны.

3. Докажите, что в сообщающихся сосудах высоты столбов над уровнем раздела двух разнородных жидкостей (см. рис. 119) обратно пропорциональны плотностям жидкостей. У к а з а н и е. Используйте формулу для расчёта давления жидкости.

Из этого отношения видно, что высоты столбов под уровнем раздела двух разнопородных жидкостей обратно пропорциональны плотностям жидкостей.
То есть, чем меньше плотность, тем выше столбец, и наоборот.

4. Изменится ли расположение жидкости (см. рис. 116), если правый сосуд будет шире левого; уже левого; если сосуды будут иметь разную форму?

При изменении формы сосудов может изменяться лишь высота уровня воды в сосудах (из-за того, что изменяется объем сосудов). Однако, уровни воды в сообщающихся сосудах не зависят от формы сосудов и останутся равны.