СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
≡ физика
сайты - меню - вход - новости




Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 28 № 10237

Известно, что слуховой аппарат человека чувствителен к изменениям атмосферного давления — если оно быстро меняется, то уши закладывает. От этого ощущения можно избавиться, если определённым образом глотнуть воздух. Объясните, основываясь на физических законах и закономерностях, наблюдаемое явление и оцените, при подъёме на лифте на какой этаж Главного здания (ГЗ) МГУ им. М. В. Ломоносова это закладывание произойдёт, 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.

Решение.

1. Закладывание ушей при изменении атмосферного давления связано с тем, что среднее ухо человека, заключающее в себе некоторый объём воздуха, отделено от внешнего пространства герметичной барабанной перепонкой. При изменении внешнего давления внутреннее давление в определённых пределах их разности остаётся 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 определённый объём воздуха, и проталкивая его в среднее ухо или отсасывая его оттуда.

2. Для численной оценки переведём вначале h = 9 мм ртутного столба в Па, используя формулу для изменения давления с высотой:

 

Па.

 

3. Затем найдём высоту H, на которой при нормальных условиях (p = 105 Па, T = 273 К) давление воздуха уменьшится на величину Δp, с учётом того, что плотность воздуха, согласно уравнению Клапейрона — Менделеева, равна где молярная масса воздуха г/моль.

 

 

 

4. Приравнивая выражения для Δp, получаем H ≈ 96 м, что примерно соответствует 20-му этажу ГЗ МГУ.

5. Оценку высоты также можно провести и другим способом. Многим школьникам известно, что вблизи поверхности земли при подъёме на каждые 10 м давление уменьшается на 1 мм рт. ст. Поэтому закладывание ушей произойдёт на высоте, примерно равной 90 : 5 = 18 этажей ГЗ.

Источник: Тренировочная работа по физике 23.03.2018, вариант ФИ10401