Задача 964A65 из банка ФИПИ · задание 3 ОГЭ по физике
Можно ли с помощью жидкостного поршневого насоса поднять воду на высоту пятиэтажного здания, если высота одного этажа составляет примерно 3 м?
С помощью достаточно мощного насоса можно поднять воду на высоту любого этажа.
Нельзя поднять воду даже до второго этажа, так как ртуть в трубке Торричелли под действием атмосферного давления поднимается только до высоты в 760 мм.
Нельзя, так как вода в трубке жидкостного поршневого насоса поднимается за поршнем под действием атмосферного давления, которое соответствует давлению примерно 10 м водяного столба.
Ответ зависит от того, на какой высоте в горах построен дом.
Показать ответ и разбор
Ответ: 3
Разбор
💡 Сначала посчитаем высоту пяти этажей: 5 · 3 м = 15 м. Теперь разберёмся, как поршневой насос поднимает воду.
Поршень идёт вверх, под ним создаётся разрежение — давление становится меньше атмосферного. Атмосферное давление снаружи давит на воду внизу и загоняет её в трубку. Это похоже на то, как ты пьёшь через соломинку: воду в соломинку вдавливает не «сила рта», а атмосферное давление.
Максимальная высота водяного столба, который может поднять атмосферное давление, находится так:
p = ρ · g · h,
h = p / (ρ · g).
При нормальном атмосферном давлении p ≈ 100 000 Па, плотность воды ρ = 1000 кг/м³, g = 10 м/с²:
h = 100000 / (1000 · 10) = 10 м.
Значит, атмосферное давление может поднять воду примерно на 10 м. А пятиэтажному зданию нужно 15 м. Поэтому обычным жидкостным поршневым насосом такую высоту не взять.
⚠️ Частая ошибка: думать, что «достаточно мощный насос» поднимет воду на любой этаж. Если насос работает за счёт атмосферного давления, мощность не поможет: выше примерно 10 м атмосфера уже не сможет вдавить воду в трубку.
У тебя всё получится.
✅ Ответ: 3