Перельман Я.И. - Знаете ли вы физику (1107596), страница 17
Текст из файла (страница 17)
85), не наклоняя сосуда 'и не пользуясь обычными приемами- — насасыванисм . жидкости. погружением сифона в жидкость? Сосуд наполнен почти доверху. 97. Сифон в пустоте. Может ли сифон действовать в пустоте? 99 Рнс. 34. Поколеблются ли веем, Рнс. е5. Как пропге всего пуесви атмосфейное давление иэ- стить в лсйст вие этот сифон меиитсв (и. 95)? (в.
96)? 90. Сифон для газов. Можно ли сифоном переливать газ? 99. Подъем виды насосом. Как высоко может поднять воду колодезный всасывающий насос (рис. йб)? 100. Истечение газа. Под колоколом воздушного насоса помещен закрытый баллон с газом, давление которого нармальное. Если кран баллона открыт, газ устремится в окружающую пустоту со скоростью 400 м(с. Какова была бы скорость вытекания, если бы первоначальное давление газа в баллоне равнялось 4 ат? Рис. 86. Как высоко может поднимать воду такой насос (в. 99)? 101, Проект дарового двигателя. Всасывающий насос поднимает воду потому, что под поршнем его разрежается воздух.
При наибольшем практически достижимом разрежении вода поднимается на 7 м. Но если работа накачивания состоит лишь в разрежении воздуха, то поднятие воды на высоту 1 м и 7 м требует одинакового расхода энергии. Можно ли использовать это свойство водяного насоса для устройства дарового двигателя? Как7 102. Тушение пожара кипятком.
Кипяток гасит огонь быстрее, чем холодная вода, так как сразу отнимает от пламени теплоту парообразования и окружает огонь слоем пара, затрудняющего доступ воздуха. Ввиду этого, не следовало ли бы пожарным являться на пожары с бочками кипящей воды и поливать ею из насосов горящее здание? 103.
Задача о резервуаре с газом. Резервуар А 1рис. 87) содержит воздух, сжатый под давлением свыше 1 ат при температуре окружающей среды. Давление сжатого газа измеряется высотой ртутного столба в манометре. Открыв кран В, выпустили из резервуара столько газа, что ртутный столб в манометрической трубке понизился до высоты, соответствующей нормальному давлению.
Спустя неко~орое время было замечено, что хотя кран оставался закрытым, ртуть в трубке снова несколько поднялась. Почему это произошло? 104. Воздушный пузырек на дие океана. Если бы у дна океана на глубине 8 км появился пузырек воздуха, мог ли бы он всплыть на поверхность воды? рнс. Х7. К задаче о резернуаре с газом (н. 103). юу !05. Сегперовп колесо в пустоте. Вращается ли Сегнерово колесо в пустоте (рис.
88)? 160. Вес сухого и влажного воздуха. Что тяжелее: кубометр сухого воздуха или кубометр воздуха влажного †п одинаковых условиях температуры и давления? 107. Максимальное разрежение. Во сколько раз примерно разрежается воздух лучшими современными возлушными насосами? 168. Что мы называем «пусто- той». Сколько приблизительно мо- Р к» м, с лекул остается сзце В лизрово «»Р»»» ко~~ »»Р» сосуле, из которого воздух выкачан виться» пустоте самым лучшим насосом? ~ .юзр Хватило ли бы их, чтобы наделить по олной молекуле все население Москвы? 109. Почему существует атмосфера? Как объясняете Вы существование земной атмосферы? Молекулы воздуха либо подвержены силе тяготения, либо нс полвержены. Если не подвержены, то почему не рассеивают ся они в пустом пространстве вокруч Земли? Если жс они подвержены тяжести, то почему не упали на поверхность Земли, а держатся нал нею? 116.
Газ, ис заполнигощий резервуара, При всяких ли условиях газ заполняет всеь предоставленный ему объем? Возможно ли, чтобы газ занимал часгь резервуара, оставляя другую часть пустой? ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ?Я вЂ” ИО 74Ъ Многие енсе и теперь продолжают «по инерции» О» считать третьей постоянной составной часп.ю воздуха после азота и кислорода углекислый газ. Между тем уже довольно давно обнаружен в составе воздуха газ.
количественное содержание которого раз в трилцать больше, нежели углекислого 1аза. Это аргон, один из .гак называемых благоролных газов. ю -.Его содержится в воздухе по объему около 1;4 (точнее ;:: 0,94'Ъ), между тем как содержание углекислого газа - всего 0,03чЪ, 79 Неправильно считать самым тяжелым газооб- ~~ разным элементом хлор, который тяжелее возду;-' ха в 2,5 раза. Существуют газообразные элементы, го, . раздо более тяжелые.
Если не принимать в расчет крайне недолговечный радон, или эманацию радия, который тяжелее воздуха в 8 раз. то на первое место по массе надо поставить газ ксенон: он тяжелее воздуха в 4,5 раза. Ксенон содержишься в атмосферном воздухе в ничтожном количестве: 1 см' ксенона в 150 мз воздуха. Если бы требовалось назвать не газообразный элемент, а вообще газообразное вегцсство, то к самым тяжелым газам надо было бы отнести четырсххлористый кремний, Ь)С!, который в 5,5 раз тяжелее воздуха, и никель-карбонил, М(Со)4, -в 6 раз тяжелее воздуха. Пары бывают еще тяжелев: пары брома в 5,5 раза тяжелее воздуха, а ртути - даже в 7 раз.
(Читателгч .конечно, помнит существенный признак, оэличающий пар от газа: газ имеет температуру выше критической. ' пар — ниже.) Традиционное утверждение многих учебников ЯФЪ %У~ и популярных книг, что человеческос тело испытывает со стороны атмосферы силу давления в 200 кН, лишено всякого смысла. Проследим„откуда . появляются эти 200 кН. Расчет ведется так: на каждый квадратный сантиметр поверхности тела давят 10 Н.
Вся поверхность тела составляет примерно 20000 см'; «следовательно, общая сила давления равна 200000 Н=200 кН». Совершенно упускается из вида, что силы, приложенные здесь к разным точкам тела, действуют в раз. 'личных направлениях, а складывать арифме.' .тически силы, направленные под углом одна к дру, '...гой, — бессмысленная операция. Складывать силы, ко"., нечно, можно, но по правилу сложения векторов — -и тогда получится совсем не то, о чем говорилось выше: 'получится то, что равнодействующая всех сил равна весу воздуха в объеме тела.
Если мы хотим определить ' не величину этой равнодействующей. а величину дав,' 'ления на поверхность .гела, то можем лишь угвер; .- ждать, чзо тело находится под давлением !О Н,'см~,— это все, что можно сказать вразумительного о давлении, нспыгываемом нашим телом со стороны атмосферы. Давление это переносится нами легко потому, что уравновешивается равным давлением изнутри, и еще потому, что по абсолютной величине оно, в сущности, не так уж велико: 0,1 Н/мм~. Сравнительная незначительность давления объясняет, почему клеточные стенки тканей нашего тела не раздавливаются двусторонним давлением.
Внушительные числа для величины давления атмосферы мы законно получили бы тогда лишь, когда поставили бы самый вопрос иначе, например, спросили бы: 1) с какою силою верхняя часть нашего тела придавливается атмосферой к нижней? 2) с какою силою правая и левая части нашего тела цридавливаются атмосферой одна к другой? Для ответа на первый вопрос нужно рассчитать силу давления на площадь горизонтального сечения или горизонтальной проекции нашего тела (около !000 см ); получилась бы сила в 10 кН. Во втором случае следовало бы определить силу давления иа площадь вертикальной проекции тела (около 5000 см2); результат — 5 кН.
Но столь поражающие числа означают, в сущности, не более того, что мы знали, приступая к расчету, а именно, что на !ем' сечения нашего тела приходится сила в 10 Н. Это лишь различные выражения одной и той же мысли. 81 -я Спокойно выдыхаемый нами воздух имеет из- .М.» быток давления над наружным воздухом примерно в 0,001 ат. Выдувая воздух, мы сжимаем его гораздо больше, доводя избыток давления над наружным до 0,1 ат. Это соответствуег 76 мм рт.
ст. Такова сила нашего дуновения. Она наглядно проявляется тогда, когда, вдувая ртом воздух в одно колено открытого ртутного манометра, мы поднимаем уровень ртути в другом: надо довольно сильно напрячь мускулы груди, чтобы добиться разницы уровней в 7 — 3 см. (Впрочем, опытные стеклодувы могут поднять ртуть до 30 см и более.) 82 Снаряды современных артиллерийских орудий 2» выбрасываются пороховыми газами под дайлением до 4000 аж зто соответствует давлению водяного столба в 40 км. Выражение величины атмосферного давления :: 83 З«в миллиметрах ртутно~о столба или в кгс)смз в настоя!нее время уже устарело. В метеорологической практике употребляется теперь дпя этого другая мера, ::' ', относящаяся к абсолютной системе и носящая название имилли бар».
Миллибар, как видно из названия (милли), есть тысячная часть другой единицы — бара. Бар — единица давления, равная мегадине (т. е. миллиону дин) на квадра.гный сантиметр. Понятно, чзо миллибар, который в !000 раз меньше бара, равен 1000 дин,'см'. Так ,как дина составляет 1)980 долю грамм-силы, нормальное же давление атмосферы (отвечающее 760 мм рт. ст.) равно И)33 гс)смз, го нормальное атмосферное давление ' 'выражается в миллибарах числом 10333 980=1013000 дин)смз=(013 миллибар. Легко рассчитать, что 1000 миллибар=750 мм рт.
ст. Это дает простое правило перевода прежних мер в новые: число миллиметров ртутного столба умножить на 4)'3«!. Ошибочно полагать, будто в стакане имеется 84 «только вода, а воздуха нет вовсе„так как бумажка прилегает к воде вплотную. Там, безуслоно, -есть и воздух. Если бы между двумя соприкасающимися плоскими предметами нс было прослойки воздуха, мы не могли бы приподнять со стола пи одной вещи, опирающейся на стол плоским основанием: пришлось бы преодолевать атмосферное давление.
Накрывая поверхность воды лисгком бумаги, мы всегда имеем между ними тонкий слой воздуха. Проследим за тем„что происходит при персвертывании стакана дном вверх. Под тяжек п ю воды бумажка прогибается слегка вниз, а если вместо бумажки взята пластинка, то она несколько оттягивается от краев стакана. Так или иначе, для небольшого количества воздуха, которое имелось между водой и бумажкой (или «' В принятой в настоящее время системе единиц СИ за единицу даяления принят паскаль (Па) -давление. создаваемое силой ! Н, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью ! м' С другими единицами паскаль связан соотношениями: ! мм рз..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
