Номер 12, страница 8 - гдз по физике 10 класс сборник задач Дорофейчик, Белая

12. В сосуде, снабженном краном, создали вакуум. Можно ли, открыв кран, заполнить воздухом только половину сосуда?

Решение

Нет, заполнить воздухом только половину сосуда, в котором предварительно был создан вакуум, невозможно. Это объясняется фундаментальными свойствами газов.

1. Стремление к расширению. Газы, в отличие от жидкостей и твердых тел, не имеют собственного объема и формы. Молекулы газа находятся в постоянном хаотическом движении и стремятся занять весь предоставленный им объем. Между молекулами газа действуют очень слабые силы притяжения, поэтому они свободно перемещаются в пространстве.

2. Процесс заполнения. Когда кран открывается, воздух из окружающей среды начинает поступать в вакуумный сосуд из-за огромной разницы давлений (атмосферное давление снаружи и практически нулевое внутри). Попав в сосуд, молекулы воздуха немедленно распространяются во все стороны, заполняя весь доступный объем, а не концентрируясь в какой-либо одной его части (например, в нижней, как это сделала бы жидкость под действием силы тяжести).

Таким образом, любая порция воздуха, попавшая в сосуд, мгновенно распределится по всему его объему. Можно заполнить сосуд воздухом до половины атмосферного давления, но этот воздух будет равномерно распределен по всему объему сосуда, а не занимать только его половину.

Ответ: Нет, это невозможно, так как газ всегда стремится занять весь предоставленный ему объем.