Номер 1, страница 125 - гдз по физике 7 класс учебник Исаченкова, Громыко

1. Почему трудно пить сок из бутылки или пакета, не впуская в них воздух?

Когда мы пьем жидкость из любой емкости, будь то бутылка или пакет, мы, по сути, используем явление атмосферного давления в своих целях. Процесс питья основан на создании разности давлений. С помощью мышц щек и языка мы создаем во рту область пониженного давления по сравнению с давлением окружающей среды. Атмосферное давление, которое действует на все тела на поверхности Земли, давит на поверхность сока в бутылке или пакете. Поскольку давление снаружи становится выше, чем у нас во рту, эта разница давлений "выталкивает" жидкость из емкости в наш рот.

Теперь рассмотрим, что происходит, если не впускать воздух в емкость. Изначально давление воздуха над соком в бутылке (если он там есть) примерно равно атмосферному давлению ($p_{атм}$). Когда мы начинаем высасывать сок, его уровень в бутылке понижается. Объем, который до этого занимал сок, теперь освобождается, и оставшийся внутри воздух расширяется, чтобы заполнить это пространство. Согласно закону Бойля-Мариотта, для данной массы газа при постоянной температуре произведение его давления ($p$) на объем ($V$) является величиной постоянной:

$p \cdot V = \text{const}$

Это означает, что при увеличении объема газа его давление падает. Таким образом, давление воздуха внутри бутылки ($p_{вн}$) становится значительно ниже атмосферного ($p_{вн} < p_{атм}$).

В результате возникает сила, противодействующая вытеканию сока. Эта сила обусловлена разностью между внешним атмосферным давлением и пониженным давлением внутри бутылки. Внешнее давление давит на поверхность жидкости, стремясь удержать ее внутри, и даже может сжимать стенки мягкого пакета. Чтобы преодолеть это возрастающее противодавление, нам приходится создавать во рту все более сильное разрежение (очень низкое давление), что физически ограничено возможностями нашего тела. В конце концов, наступает момент, когда внешнее атмосферное давление полностью уравновешивает наши усилия, и сок перестает течь.

Именно поэтому, чтобы пить было легко, мы интуитивно наклоняем бутылку или пакет, позволяя воздуху периодически "булькать" внутрь, или делаем второе отверстие в пакете. Поступающий воздух выравнивает давление внутри емкости с атмосферным, устраняя противодавление и позволяя жидкости свободно вытекать.

Ответ:

Пить сок из герметичной бутылки или пакета трудно, потому что по мере убывания жидкости в емкости оставшийся над ней воздух расширяется, и его давление падает. В результате внешнее, более высокое, атмосферное давление начинает препятствовать вытеканию сока, удерживая его внутри. Чтобы жидкость текла свободно, необходимо впускать в емкость воздух, который будет выравнивать внутреннее давление с внешним атмосферным давлением.