Номер 370, страница 96 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

В начальный момент времени давление воздуха над водой в закрытом сосуде, давление воздуха под колоколом и давление воздуха в открытом сосуде равны атмосферному давлению. Система находится в равновесии.

а) воздух откачивать из-под колокола воздушного насоса;

Когда воздух начинают откачивать из-под колокола, давление под ним ($P_{колокол}$) уменьшается. Давление воздуха, запертого в закрытом сосуде ($P_{закрытый}$), первоначально остается равным атмосферному, так как объем этого воздуха не меняется. Таким образом, возникает разность давлений: давление внутри закрытого сосуда становится больше, чем давление под колоколом ($P_{закрытый} > P_{колокол}$).

Это избыточное давление $P_{закрытый}$ давит на поверхность воды в закрытом сосуде. Под действием этого давления вода начнет вытесняться из закрытого сосуда по стеклянной трубке в открытый сосуд (стакан), где давление на поверхность меньше. Вода будет перетекать до тех пор, пока давление запертого воздуха (которое будет уменьшаться по мере увеличения его объема из-за ухода воды) и гидростатическое давление столба воды не уравновесятся с давлением под колоколом.

Ответ: Вода будет переливаться из закрытого сосуда в открытый.

б) вновь впустить воздух под колокол насоса?

Когда воздух впускают обратно под колокол, давление под ним ($P_{колокол}$) начинает расти и стремится к атмосферному. В этот момент давление в закрытом сосуде ($P_{закрытый}$) ниже атмосферного, так как часть воды перелилась в стакан и объем запертого воздуха увеличился.

Давление под колоколом, действующее на поверхность воды в открытом стакане, становится больше, чем давление запертого воздуха в закрытом сосуде ($P_{колокол} > P_{закрытый}$). Эта разность давлений заставит воду из открытого стакана перетекать обратно по трубке в закрытый сосуд. Это будет продолжаться до тех пор, пока давления не выровняются, то есть пока система не вернется в свое первоначальное состояние.

Ответ: Вода будет переливаться из открытого сосуда обратно в закрытый, и система вернется в исходное состояние.