Строение Вещества — Задание Физика 8 Класс №00051046

Под поршнем два вещества — вода и воздух, и при сжатии они ведут себя совсем по-разному. В воде молекулы расположены почти вплотную, а сблизить их ещё сильнее мешает отталкивание, поэтому вода почти не сжимается. В воздухе промежутки между молекулами намного больше самих молекул, и сжать его легко. Значит, весь ход поршня ушёл на сжатие воздуха, а вода как занимала $8\text{ мл}$, так и занимает.

Объём воздуха до нажатия: шкала показывала $20\text{ мл}$, из них $8\text{ мл}$ — вода.

$$V_1 = 20 - 8 = 12\text{ мл}.$$

Объём воздуха после нажатия: шкала показывает $12\text{ мл}$, из них по-прежнему $8\text{ мл}$ — вода.

$$V_2 = 12 - 8 = 4\text{ мл}.$$

Масса воздуха не изменилась: он из шприца не выходил, и нового не добавлялось. Плотность — это масса, приходящаяся на единицу объёма. Если та же масса уместилась в меньший объём, плотность выросла во столько раз, во сколько уменьшился объём:

$$\dfrac{V_1}{V_2} = \dfrac{12}{4} = 3.$$

Заметь ловушку: если забыть про воду и решить, что сжалось всё содержимое шприца, получится $20 : 12 \approx 1{,}7$. Это неверно — вода свои $8\text{ мл}$ не уступила.

Проверим себя через молекулы. Пусть до нажатия в каждом миллилитре воздуха было $N$ молекул, тогда всего их $12N$. После нажатия эти $12N$ молекул разместились в $4\text{ мл}$, то есть по $3N$ на каждый миллилитр — втрое теснее, чем было. Совпало.