Номер 1, страница 36 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

1. Почему пузырьки воздуха, находящиеся в жидкости, поднимаясь вверх, увеличиваются в объёме?

Увеличение объёма пузырьков воздуха при их подъёме в жидкости объясняется уменьшением внешнего давления, которое на них действует. Этот процесс описывается двумя ключевыми физическими понятиями: гидростатическим давлением и законом Бойля-Мариотта.

На любой объект, погружённый в жидкость, в том числе и на пузырёк воздуха, действует давление, которое складывается из атмосферного давления ($p_{атм}$) на поверхности жидкости и гидростатического давления ($p_{гидр}$). Гидростатическое давление создаётся весом столба жидкости над объектом и зависит от глубины. Оно рассчитывается по формуле:
$p_{гидр} = \rho g h$
где $\rho$ — плотность жидкости, $g$ — ускорение свободного падения, а $h$ — глубина погружения.

Таким образом, полное давление $P$, оказываемое на пузырёк, равно:
$P = p_{атм} + \rho g h$
Из этой формулы следует, что чем глубже находится пузырёк (чем больше $h$), тем выше на него давление. Когда пузырёк начинает подниматься к поверхности, глубина $h$ уменьшается, что приводит к снижению общего давления $P$.

Состояние газа внутри пузырька описывается законом Бойля-Мариотта, который гласит, что для данной массы газа при постоянной температуре произведение давления газа на его объём является постоянной величиной:
$P \cdot V = \text{const}$
Этот закон означает, что объём газа обратно пропорционален давлению. Следовательно, когда внешнее давление $P$ на пузырёк уменьшается по мере его подъёма, объём воздуха $V$ внутри него должен увеличиться, чтобы сохранить произведение $P \cdot V$ постоянным.

Ответ: Пузырьки воздуха, поднимаясь вверх, увеличиваются в объёме, так как по мере уменьшения глубины на них снижается гидростатическое давление жидкости. Согласно закону Бойля-Мариотта, уменьшение внешнего давления на газ приводит к увеличению его объёма.