Giải KHTN 8 Bài 17 (Cánh diều): Áp suất trong chất lỏng và trong chất khí

Giải KHTN 8 Bài 17: Áp suất trong chất lỏng và trong chất khí

Giải KHTN 8 trang 85

Mở đầu trang 85 Bài 17 KHTN 8: Đổ đầy nước vào một quả bóng cao su và buộc kín đầu bóng, khi đó quả bóng căng lên. Nếu ấn tay vào quả bóng, ta có thể cảm nhận được một lực đẩy tác dụng lên ngón tay hoặc nếu bóp quá mạnh quả bóng có thể bị vỡ. Vì sao như vậy?

Trả lời:

Vì khi bóp quá mạnh vào quả bóng sẽ gây ra áp suất lớn tác dụng vào chất lỏng được truyền nguyên vẹn theo mọi hướng sinh ra lực mạnh tác dụng lên vỏ của quả bóng, khi vượt quá giới hạn chịu được thì nó vỡ.

I. Áp suất chất lỏng

Câu hỏi 1 trang 85 KHTN 8: Một chất lỏng đựng trong bình chứa có gây ra áp suất lên đáy bình không? Vì sao?

Trả lời:

Một chất lỏng đựng trong bình chứa có gây ra áp suất lên đáy bình vì nó có trọng lượng.

Giải KHTN 8 trang 86

Câu hỏi 2 trang 86 KHTN 8: Vì sao khi bóp ở giữa thì hai đầu quả bóng ở hình 17.4 lại căng tròn?

Trả lời:

Khi bóp ở giữa thì hai đầu quả bóng ở hình 17.4 lại căng tròn vì chất lỏng dồn về hai đầu và tác dụng lực lên vỏ quả bóng làm nó căng tròn.

Câu hỏi 3 trang 86 KHTN 8: Nêu ví dụ về áp suất tác dụng vào chất lỏng được truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.

Trả lời:

Ví dụ về áp suất tác dụng vào chất lỏng được truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng:

- Trong một đường ống bơm nước, nếu tăng áp lực máy bơm lên thì áp suất trong đường ống tăng mạnh làm lượng nước chảy vào bồn nhanh đầy.

- Máy thủy lực dùng trong các ngành công nghiệp: Khi tác dụng một lực F₁ lên pit – tông A, lực gây ra áp suất p lên chất lỏng. Áp suất này được chất lỏng truyền nguyên vẹn đến pit – tông B và gây ra lực F₂ nâng pit – tông B. Tùy vào tiết diện của các pit – tông mà lực nâng có thể lớn hơn nhiều lần lực tác dụng, giúp ta có thể dùng lực của tay nâng được cả chiếc ô tô.

II. Áp suất chất khí

Giải KHTN 8 trang 87

Câu hỏi 4 trang 87 KHTN 8: Không khí có tác dụng áp suất lên thành bình và lên các vật ở trong nó giống như chất lỏng không?

Trả lời:

Không khí có tác dụng áp suất lên thành bình và lên các vật ở trong nó giống như chất lỏng vì không khí có trọng lượng và chiếm toàn bộ thể tích của không gian chứa.

Thực hành 1 trang 87 KHTN 8:

Chuẩn bị

Cốc chứa nước, tờ giấy không thấm nước, ống thủy tinh nhỏ hở hai đầu.

Tiến hành

- Đậy kín một cốc nước đầy bằng một tờ giấy không thấm nước. Lộn ngược cốc nước. Quan sát xem nước có chảy ra ngoài không.

- Cắm ống thủy tinh ngập vào nước trong cốc. Nhấc ống lên khỏi mặt nước và quan sát mực nước trong ống.

- Cắm ống thủy tinh ngập vào nước trong cốc, dùng ngón tay bịt kín đầu trên của ống trước khi nhấc lên (hình 17.8). Giữ tay, nghiêng ống theo các phương khác nhau.

- Quan sát nước trong ống trong hai trường hợp và giải thích vì sao khi một đầu của ống bị bịt kín và nghiêng theo các phương khác nhau mà nước vẫn không chảy ra khỏi ống.

Trả lời:

- Đậy kín một cốc nước đầy bằng một tờ giấy không thấm nước. Lộn ngược cốc nước. Quan sát thấy nước không chảy ra ngoài.

- Cắm ống thủy tinh ngập vào nước trong cốc, nước đi vào ống thủy tinh. Nhấc ống lên khỏi mặt nước ta thấy nước bị chảy ra ngoài và sau đó không còn nước trong ống thủy tinh.

- Khi một đầu của ống bị bịt kín và nghiêng theo các phương khác nhau mà nước vẫn không chảy ra khỏi ống vì áp suất của nước bên trong ống thủy tinh bằng với áp suất khí quyển bên ngoài ống.

Giải KHTN 8 trang 88

Luyện tập 1 trang 88 KHTN 8: Nêu ví dụ thực tế chứng tỏ sự tồn tại của áp suất khí quyển.

Trả lời:

Ví dụ thực tế chứng tỏ sự tồn tại của áp suất khí quyển:

- Càng lên cao áp suất khí quyển càng giảm nên khi leo núi cao áp suất tác dụng vào cơ thể con người ở bên ngoài và bên trong không cân bằng. Sự thay đổi này xảy ra đột ngột, cơ thể con người chưa kịp thích nghi nên người ta cảm thấy choáng váng khó chịu.

- Dùng một ống nhựa nhỏ có thể hút nước từ cốc nước vào miệng. Vì cắm ống hút vào trong cốc nước, bên trong và bên ngoài của ống hút đều tiếp xúc với không khí, đều chịu tác động của áp suất khí quyển, và áp suất khí quyển bên trong, bên ngoài bằng nhau. Khi chúng ta hút thì không khí trong ống bị chúng ta hút đi, trong ống không còn không khí, áp suất tác động lên mặt nước bên trong ống hút nhỏ hơn áp suất tác động lên mặt nước bên ngoài ống hút. Do đó áp suất khí quyển bên ngoài ép nước chui vào ống hút, làm cho mặt nước trong ống hút dâng cao lên.

Luyện tập 2 trang 88 KHTN 8: Tính áp lực do khí quyển tác dụng lên một mặt bàn có kích thước 60 cm x 120 cm. Để tạo ra một áp lực tương tự, ta phải đặt lên mặt bàn một vật có khối lượng bao nhiêu?

Trả lời:

Ta có: Áp lực trên một đơn vị diện tích là 1 N trên 1 m².

Diện tích của mặt bàn là: 60 . 120 = 7200 cm² = 0,72 m²

Vậy áp lực do khí quyển tác dụng lên một mặt bàn có kích thước 60 cm x 120 cm là 0,72 N.

Để tạo ra một áp lực tương tự, ta phải đặt lên mặt bàn một vật có khối lượng là

$m=\frac{P}{10}=\frac{F}{10}=\frac{\mathrm{0,72}}{10}=\mathrm{0,072}kg=72g$

Giải KHTN 8 trang 89

Câu hỏi 5 trang 89 KHTN 8: Ta cũng có thể cảm nhận thấy tiếng động mạnh trong tai trong trường hợp máy bay đang giảm nhanh độ cao để hạ cánh hay xe đi từ núi cao xuống. Giải thích hiện tượng này.

Trả lời:

Trường hợp máy bay đang giảm nhanh độ cao để hạ cánh hay xe đi từ núi cao xuống khi đó áp suất không khí tăng đột ngột, làm mất cân bằng áp suất giữa tai giữa và tai ngoài (áp suất ở tai ngoài cao hơn áp suất ở tai giữa) khiến màng nhĩ bị đẩy về phía trong. Nếu vòi nhĩ mở, thông tai giữa với họng hầu làm tăng áp suất không khí ở tai giữa, màng nhĩ bị đẩy nhanh chóng về vị trí cũ. Sự di chuyển nhanh của màng nhĩ gây nên tiếng động trong tai.

Luyện tập 3 trang 89 KHTN 8: Vì sao không sử dụng được giác mút với tường nhám?

Trả lời:

Tường nhám tức là có bề mặt gồ ghề, khi ấn giác mút lên nó sẽ không đẩy được nhiều không khí ra ngoài nên độ chênh lệch áp suất bên trong giác mút và bên ngoài giác mút không đủ lớn để làm giác mút dính chặt vào bề mặt tường nhám. Do vậy, người ta không sử dụng được giác mút với tường nhám.

Tìm hiểu thêm trang 89 KHTN 8: Năm 1654, nhà khoa học Ghê – rich (Otto von Guericke) – Thị trưởng của Magdebourg tiến hành một thí nghiệm lịch sử: Úp chặt hai bán cầu bằng đồng rỗng, đường kính khoảng 30 cm với nhau và hút không khí trong không gian giữa hai bán cầu. Hai đàn ngựa, mỗi đàn tám con kéo từng bán cầu cũng không tách được hai bán cầu rời ra. Giải thích thí nghiệm này.

Trả lời:

Rút hết không khí bên trong quả cầu ra thì áp suất không khí bên trong quả cầu không còn, khi đó ở bên ngoài vỏ quả cầu chịu tác dụng của áp suất khí quyển từ mọi phía làm cho hai bán cầu ép chặt vào nhau. Chính vì vậy mà lực của hai đàn ngựa, mỗi đàn 8 con vẫn không kéo được hai bán cầu rời ra.

Luyện tập 4 trang 89 KHTN 8: Một số bình xịt đã cạn dung dịch, khi ấn nút xịt, ta có thể nghe thấy tiếng xì mạnh. Vì sao?

Trả lời:

Một số bình xịt đã cạn dung dịch, khi ấn nút xịt, ta có thể nghe thấy tiếng xì mạnh đó là do bình xịt đã đẩy không khí bên trong bình và xịt ra ngoài.

Giải KHTN 8 trang 90

Vận dụng trang 90 KHTN 8: Nêu và phân tích một số ứng dụng về áp suất không khí trong đời sống.

Trả lời:

Một số ứng dụng về áp suất không khí trong đời sống:

- Nồi áp suất: Người ta thường dùng nồi áp suất để ninh thức ăn do áp suất hơi bên trong từ việc đun sôi chất lỏng (nước) sẽ tác động trực tiếp và khắp bề mặt thực phẩm. Nhờ hơi nước nhiệt độ cao hơn mà truyền nhiệt nhanh hơn, do đó nấu thức ăn rất nhanh.

- Máy đo huyết áp: Chúng ta đo huyết áp bằng cách bơm căng khí vào một băng tay bằng cao su, do áp suất của không khí tác dụng làm mất mạch đập của một động mạch, sau đó xả hơi dần dần và ghi lại những phản ứng của động mạch.

Lý thuyết Áp suất chất lỏng và chất khí

I. Áp suất chất lỏng

1. Chất lỏng gây ra áp suất gì lên thành bình, đáy bình và vật ở trong nó

- Áp suất của chất lỏng tác dụng lên đáy bình và các vật trong nó tăng theo độ sâu.

- Khi vật nặng được đặt trên bề mặt, nó tạo ra áp suất lên mặt đó.

- Một khối chất lỏng trong bình cũng tạo ra áp suất lên đáy bình tăng theo độ sâu.

- Chất lỏng gây áp suất lên đáy bình và các vật trong nó.

- Chất lỏng trong bình chứa cũng gây áp suất lên đáy bình.

- Áp suất chất lỏng được truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.

2. Sự truyền áp suất chất lỏng

- Áp suất tác dụng vào chất lỏng được truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.

- Thí nghiệm với xilanh chứa nước và khối kim loại cho thấy áp suất tác dụng vào chất lỏng đã được truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.

II. Áp suất chất khí

1. Áp suất khí quyển

- Chất khi tác dụng áp suất lên vật và thành bình.

- Áp suất khí quyển là áp suất không khí nảy trên các vật và Trái Đất.

2. Áp suất không khí trong đời sống

Tai

- Tai là cơ quan phức tạp bao gồm tai ngoài, tai giữa và tai trong.

- Áp suất không khí ở tai giữa cân bằng với áp suất ở ống tai ngoài.

- Màng nhĩ ngăn cách tai giữa và ống tai ngoài. Vòi nhĩ có tác dụng điều chỉnh áp suất ở tai trong.

- Hiện tượng đau tai khi bay hoặc lên vùng núi cao: do mất cân bằng áp suất giữa tai giữa và tai ngoài khi áp suất khí quyển giảm đột ngột.

Giác mút: làm giảm áp suất khí trong nó để dẫn đến sự dính chặt vào bề mặt. Không sử dụng được với tưởng nhám.

Bình xịt: áp suất khi trong bình lớn hơn áp suất khí quyển, đẩy chất lỏng qua vòi xịt ra ngoài.

Tàu đệm khí: tàu khi nâng lên bởi lớp đệm khí giảm ma sát.

Bơm khí vào dưới đáy tàu bằng bom công suất lớn, vành chắn khi giảm lượng khí thoát ra ngoài. Áp suất khí trong không gian dưới đáy tàu cao hơn áp suất khí quyển, tạo áp lực đẩy tàu lên. Tàu có động cơ.

Tàu đệm khí di chuyển trên nhiều loại bề mặt và được sử dụng phổ biến trong tuần tra, cứu hộ...

Xem thêm lời giải bài tập KHTN 8 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài tập Chủ đề 3

Bài 18: Lực có thể làm quay vật

Bài 19: Đòn bẩy

Bài tập Chủ đề 4

Bài 20: Sự nhiễm điện