Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Объясните, основываясь на физических законах и закономерностях

Условие

Известно, что слуховой аппарат человека чувствителен к изменениям атмосферного давления — если оно быстро меняется, то уши закладывает. От этого ощущения можно избавиться, если определенным образом глотнуть воздух. Объясните, основываясь на физических законах и закономерностях, наблюдаемое явление и оцените, при подъеме на лифте на какой этаж Главного здания (ГЗ) МГУ им. М. В. Ломоносова это закладывание произойдет, если в среднем уши человека чувствуют изменение давления на 9 мм ртутного столба. Высота каждого этажа в ГЗ 5 м, а атмосферные условия близки к нормальным. Лифт стартует с первого этажа. Считайте, что в пределах высоты ГЗ плотность атмосферного воздуха не меняется.

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Закладывание ушей при изменении атмосферного давления связано с тем, что среднее ухо человека, заключающее в себе некоторый объем воздуха, отделено от внешнего пространства герметичной барабанной перепонкой. При изменении внешнего давления внутреннее давление в определенных пределах их разности остается постоянным, барабанная перепонка выгибается наружу или внутрь, вызывая неприятные ощущения типа закладывания ушей и даже боль. Для выравнивания давлений, которое происходит через узкие каналы, связывающие внутреннее ухо с глоткой, человек и совершает глотательные движения, напрягая глотку, когда в ней замкнут определенный объем воздуха, и проталкивая его в среднее ухо или отсасывая его оттуда.2. Для численной оценки переведем вначале h = 9 мм ртутного столба в Па, используя формулу для изменения давления с высотой: Δp=ρртgh=13600⋅10⋅9⋅10−3=1224\Delta p=\rho_ртgh=13600 \cdot 10 \cdot 9 \cdot 10^{-3} =1224 Па.3. Затем найдем высоту H, на которой при нормальных условиях (p = 10⁵ Па, T = 273 К) давление воздуха уменьшится на величину Δp, с учетом того, что плотность воздуха, согласно уравнению Клапейрона — Менделеева, равна ρв=μвpRT,\rho_в= \frac{\mu_в p}{RT} , где молярная масса воздуха μв=29\mu_в=29 г/моль. Δp=ρвgH=μвpRTgH=0,029⋅105⋅108,31⋅273⋅H≈12,78HПа\Delta p=\rho_вgH= \frac{\mu_в p}{RT} gH= \frac{0,029 \cdot 10^{5} \cdot 10}{8,31 \cdot 273} \cdot H\approx12,78HПа Следовательно, H≈Δp12,78мH \approx \frac{\Delta p}{12,78} м

Осталось ещё 1 шаг

  1. Приравнивая выражения для Δp, получаем H ≈…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «МКТ — квантовая физика, качественная задача»