Решение задачи: Барометр-анероид и U-образный манометр

Вот решение задачи, оформленное так, чтобы было удобно переписать в тетрадь: 2. Установите соответствие между техническими устройствами и физическими явлениями, лежащими в основе их работы. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА А) барометр-анероид Б) U-образный жидкостный манометр ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ 1) уменьшение температуры жидкости при ее испарении 2) зависимость объема жидкости от температуры 3) зависимость гидростатического давления от высоты столба жидкости 4) зависимость деформации от действующей силы Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Решение:

Давайте рассмотрим каждое техническое устройство и физическое явление, лежащее в основе его работы:

1. Барометр-анероид

   Барометр-анероид – это прибор для измерения атмосферного давления. Его работа основана на деформации герметичной металлической коробки (анероидной коробки) под действием изменения внешнего давления. Когда атмосферное давление меняется, коробка сжимается или расширяется, и это движение передается стрелке, которая показывает значение давления.

   Из предложенных физических явлений:

   • 1) уменьшение температуры жидкости при ее испарении – это явление используется, например, в психрометрах.
   • 2) зависимость объема жидкости от температуры – это явление используется в жидкостных термометрах.
   • 3) зависимость гидростатического давления от высоты столба жидкости – это явление используется в жидкостных манометрах.
   • 4) зависимость деформации от действующей силы – именно это явление лежит в основе работы барометра-анероида, где атмосферное давление является действующей силой, вызывающей деформацию анероидной коробки.

   Таким образом, к А) барометр-анероид подходит явление 4) зависимость деформации от действующей силы.

2. U-образный жидкостный манометр

   U-образный жидкостный манометр – это прибор для измерения давления, который состоит из U-образной трубки, частично заполненной жидкостью (например, водой или ртутью). Разность давлений, приложенных к концам трубки, вызывает изменение высоты столбов жидкости в коленах трубки. Чем больше разность давлений, тем больше разница в уровнях жидкости.

   Из предложенных физических явлений:

   • 1) уменьшение температуры жидкости при ее испарении – не относится к манометру.
   • 2) зависимость объема жидкости от температуры – не относится к манометру.
   • 3) зависимость гидростатического давления от высоты столба жидкости – это ключевое явление для U-образного жидкостного манометра. Разность высот столбов жидкости прямо пропорциональна разности давлений, согласно формуле гидростатического давления \(P = \rho g h\), где \(\rho\) – плотность жидкости, \(g\) – ускорение свободного падения, \(h\) – высота столба жидкости.
   • 4) зависимость деформации от действующей силы – относится к барометру-анероиду.

   Таким образом, к Б) U-образный жидкостный манометр подходит явление 3) зависимость гидростатического давления от высоты столба жидкости.

Ответ:

А - 4

Б - 3