2020-04-10
Сила давления жидкости на дно сосудов, показанных на рисунке, одинакова (площадь дна сосудов одинакова). При нагревании жидкости в сосудах ее плотность $\rho$ уменьшается. Очевидно, и сила давления жидкости на дно сосуда с уменьшением плотности должна уменьшиться. Почему же это утверждение, как показывает опыт, справедливо только для сосудов, расширяющихся кверху?
Решение:
При нагревании уменьшается плотность жидкости, но увеличивается высота ее уровня. В случае цилиндрического сосуда оба эффекта в точности компенсируют друг друга, и давление на дно не изменяется, так как оно всегда равно весу жидкости, деленному на площадь дна.
Если сосуд суживается кверху, то при том же нагревании, а значит, и при том же изменении плотности жидкости ее уровень поднимается выше, чем в сосуде цилиндрической формы. Поэтому в данном случае эффект повышения уровня доминирует над эффектом уменьшения плотности, и давление на дно повышается. Если сосуд суживается книзу, давление на дно при нагревании, наоборот, уменьшается.