Механика

Задание №3. Физические Явления

№2. Задание 3

ID: 00029656

Выберите правильный ответ. Можно ли с помощью жидкостного поршневого насоса поднять воду на высоту пятиэтажного здания, если высота одного этажа составляет примерно 3 м? 1) С помощью достаточно мощного насоса можно поднять воду на высоту любого этажа. 2) Нельзя поднять воду даже до второго этажа, так как ртуть в трубке Торричелли под действием атмосферного давления поднимается только до высоты в 760 мм. 3) Нельзя, так как вода в трубке жидкостного поршневого насоса поднимается за поршнем под действием атмосферного давления, которое соответствует давлению примерно 10 м водяного столба. 4) Ответ зависит от того, на какой высоте в горах построен дом.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Поршневой насос поднимает воду не «сам по себе»: вода поднимается за поршнем потому, что её подталкивает снизу атмосферное давление. А у атмосферного давления есть предел — оно способно уравновесить столб жидкости лишь ограниченной высоты.

Рассуждаем

Нормальное атмосферное давление способно удержать столб ртути высотой 760 мм (это и показывает опыт Торричелли) — а столб воды, которая почти в 13,6 раза легче ртути, атмосфера способна удержать на высоте примерно $760\ мм \times 13{,}6 \approx 10\ 300\ мм \approx 10\ м$ .

Пятиэтажный дом при высоте этажа 3 м — это примерно $5\times3=15$ м, что БОЛЬШЕ предельных ~10 м. Значит, обычным жидкостным поршневым насосом, который «тянет» воду именно атмосферным давлением, поднять воду на такую высоту нельзя — и дело тут не в мощности насоса (вариант 1 неверен), и не в высоте над уровнем моря конкретного дома (вариант 4 — не главная причина). Вариант 2 предлагает неверное сравнение — предел 760 мм относится к ртути, а не напрямую к воде.

Ответ

Другие задания по теме «Механика» (8)