Pritisak. Fizička svojstva tečnosti i gasova

Pretplatite se
Pridružite se zajednici parkvak.ru!
U kontaktu sa:

Organizacija: podružnica MBOU Lyceum With. Dolgorukovo u selu. Mlinski kamen

Lokacija: s. Mlinski kamen

Ponavljanje - opća lekcija na temu: "Pritisak tekućina i plinova."

Nastojte da sve dublje i dublje shvatite nauku,

Žeđ za znanjem o vječnom.

Samo prvo saznanje

svetlost će te obasjati.

Saznat ćete: nema granica za znanje.

Ferdowsi

Ciljevi časa: ponoviti i provjeriti znanje stečeno proučavanjem tlaka u tekućinama i plinovima, te poznavanje fizičkih formula neophodnih za rješavanje zadataka;

Ciljevi lekcije:

edukativni:

rezimirati materijal na temu „Pritisak u tečnostima i gasovima“, ponoviti osnovne pojmove i zakone i konsolidovati osnovne veštine o ovoj temi.

Razvojni zadatak:

širenje vidika učenika, o ispoljavanju i upotrebi atmosferskog pritiska u prirodi i svakodnevnom životu, njegovom uticaju na ljudski organizam, razgovoru o pitanjima i rešavanju problema koji zahtevaju kreativna inicijativa studenti.

Obrazovni zadatak:

negovanje pažnje učenika, sposobnost timskog rada i formiranje naučnog pogleda na svijet. Promovirajte međusobnu pomoć u učionici.

1. Poruka o temi lekcije.

U današnjoj lekciji ćemo ponoviti kako se određuje pritisak u tečnostima i gasovima i kakvu ulogu ova fizička veličina igra u našim životima.

Da biste odgovorili na sva postavljena pitanja, morate znati kako nastaje pritisak u tekućinama i plinovima.

I 1 učenik (FI) će nam pomoći u tome

On će nam reći kakva je atmosfera naše planete.

(Na ekranu se pojavljuje naslov izvještaja: “Atmosfera naše planete.”)

Učitelju. Ako osoba ne osjeća ovaj pritisak, zašto su ljudi morali znati za njegovo postojanje? I ko je bio prvi

jesi li mjerio?

To ćemo naučiti iz sljedeće poruke koja nam je pripremljena (učenik 2). i zove se “Istorija otkrića atmosferskog pritiska”.

Učitelju. Iz poruke smo saznali da oni mogu dugo vremena određivati ​​atmosferski pritisak.

Ali šta određuje pritisak u tečnostima i gasovima, i da li znate za to, saznaću nakon što odgovorite na pitanja testa (podelim test na karticama i odgovore na ekranu.)

Akademik: Pa znate li od čega zavisi pritisak i po kojoj se formuli određuje? (momci pišu formulu). Sada ćemo, koristeći formulu za određivanje pritiska, riješiti zadatak (Učenik rješava na tabli).

Zadatak 1.

Koliki pritisak vrši motorno ulje u njemu na dno kanistera ako je visina njegovog sloja 50 cm? (gustina 900kg/m3).

Dato: Rješenje

h =50cm 0.5m r=ρgh

ρ=900kg/m 3 p=900kg/m 3 *10n/kg*0.5m =4500Pa

R -?

Kako se mijenja pritisak u atmosferi?

Prije nego što odgovorimo na ovo pitanje, poslušajmo pjesmu "Aibolit".

Ovako se kaže u poznata pesma K. Čukovski (Na ekranu se pojavljuju redovi pesme i slika.) Učenik čita pesmu.

I planine stoje ispred njega na putu,

I počinje da puzi kroz planine.

I planine su sve više, a planine sve strmije

I planine idu pod same oblake

Oh, ako ne stignem tamo,

Ako se izgubim na putu,

Šta će biti s njima, sa bolesnima, sa mojim šumskim životinjama?

Učitelj: Šta je sprečilo doktora da savlada planine (Momci odgovaraju da se atmosferski pritisak menja sa visinom?)

Rešimo problem (490L)

U podnožju planine barometar pokazuje 98642 Pa, a na vrhu 90317 Pa. Odredite visinu planine.

Dato: Rješenje

r 1 =98642Pa h=▲h (r 1 - r 2)/133

p 2 =90317Pa h=12m*(98642Pa -90317Pa) /133 =750m

h -? Odgovor: 750m.

Sada sami riješite problem br. 488.

Koji zaključak možete izvući iz riješenih problema? (Iz problema proizlazi da što se više uzdižemo iznad površine Zemlje, to je manji pritisak, a što je niže iznad površine zemlje, to je veći.)

A sada iz poruke “Uloga atmosferskog pritiska u životu ljudi i životinja.” naučićemo kako osoba koristi atmosferski pritisak u svom životu.

Ako ste pažljivo slušali poruku, pomoći će vam da odgovorite na sljedeća pitanja. Najavljujem “Aukciju za prodaju petica.” (Pitanja se pojavljuju na ekranu, a zatim tačni odgovori).

1. Ako ga čvrsto pritisnete na usne javorov list i brzo uvuče vazduh, list se lomi sa treskom. Zašto? (Kada udišete, prsni koš se širi i stvara se vakuum u usnoj šupljini. Izvana na plahtu djeluje velika sila atmosferskog pritiska.)

2. Ako otvorite slavinu u buretu napunjenom vodom i dobro zatvoren poklopcem. Koja više nema nikakvih, čak i malih rupa i pukotina, tada će voda uskoro prestati da teče iz slavine. Zašto?

3. Zašto voda ne izlije iz čaše djelimično napunjene vodom ako je dobro prekrivena papirom i okrenuta naopačke?

(odgovor: nakon preokretanja čaše između dna i vode nastaje razrijeđeni prostor, pa se voda u čaši drži sila atmosferskog pritiska izvana.)

4. Zašto voda raste kada se provuče kroz slamku?

(kada se voda uvuče, prsni koš se širi i stvara se vakuum u ustima, dok sila atmosferskog pritiska djeluje na površinu vode. Razlika tlaka uzrokuje da se voda diže uz slamku.)

5. Može li astronaut uvući mastilo u klipnu olovku dok je u svemirskom brodu u bestežinskom stanju?

(Da, može, ako brod održava normalan atmosferski pritisak.)

Učitelju. Kao što se vidi iz ovih pitanja, mnoge fizičke pojave možemo objasniti znajući postojanje atmosferskog pritiska.

Ali i znajući o promjenama pritiska, možemo predvidjeti promjene vremena.

Učenik broj 4 će nam o tome reći u svojoj poruci “Vremenska prognoza”.

Učitelju. Ali ljudi su odavno primijetili da je ponašanje nekih životinja povezano s promjenama vremena. I pojavili su se mnogi znaci vremenskih prilika. Sjetimo ih se sada. (učenici imenuju ove znakove jedan po jedan).

Učitelju. Naučnici, razumijevajući mehanizme žive prirode, nastoje ih ponovo stvoriti u obliku instrumenata koji precizno obilježavaju i najmanje promjene okruženje. Na osnovu ovih zapažanja stvorene su zagonetke vezane za fizičke pojave i instrumente.

1. Postoji jedan nevidljivi;

Ne traži da uđe u kuću

I prije nego što ljudi pobjegnu

u žurbi (zrak)

2. Na zidu visi tanjir,

Strelica se kreće preko ploče

Ova strelica je napred

Govori nam vrijeme (barometar)

3. Prolazi kroz nos u grudi

A put nazad je na putu

On je nevidljiv, a opet

Ne možemo živjeti bez toga. (zrak)

4. Idemo na planinu

Postalo nam je teško da dišemo

Kakvi uređaji postoje?

Za mjerenje tlaka (barometar).

Učitelju. Pritisak koji nastaje u tečnostima i gasovima igra veliku ulogu u našem životu. Stoga, da bismo objasnili fizičke pojave povezane s pritiskom, moramo znati kako ga odrediti i kojim instrumentima ga mjeriti.

Mislim da će vam naši pomoći da odgovorite na mnoga pitanja vezana za atmosferski pritisak.

Zadaća.

Refleksija.

Djeco, nacrtajte u obliku crteža u kakvom ste raspoloženju bili na času fizike. Da li vam se dopala lekcija?

Ako jeste, onda nacrtajte nasmijano lice. Ako ne, onda tužno.

književnost:

  1. Čitanka o fizičkoj geografiji.
  2. T.P. Gerasimova „Geografija” 6. razred. Udžbenik za opšte obrazovanje. ustanove. M.: Drofa
  3. Odlična enciklopedija Priroda "Voda i vazduh"
  4. A.V. Vladimirov "Priče o atmosferskom pritisku"
  5. S. E. Polyansky “Razvoj u fizici”
  6. Lukashik V.I. Zbirka zadataka iz fizike: Udžbenik za učenike 7-8 razreda. avg. škola
  7. Peryshkin A.V. 7. razred: Udžbenik. za opšte obrazovanje. ustanove. M.: Drfa, 2015
  8. Internet resursi.

Aplikacija.

Test-anketa

1. Kako je formulisan Pascalov zakon?

A) rezultat sile ne ovisi samo o njenom modulu, već i o površini okomite površine na koju djeluje.

B) pritisak gasa na zidovima posude jednak je u svim pravcima.

C) kada se zapremina gasa smanjuje, njegov pritisak raste, a kada se povećava zapremina, smanjuje se.

D) Pritisak koji se vrši na tečnost ili gas prenosi se bez promene na svaku tačku tečnosti ili gasa.

2. Koja od sljedećih jedinica je prihvaćena kao jedinica tlaka?

A) Njutn b) Vat c) Paskal d) kilogram.

3. Koliki pritisak vrši cisterna od 40 tona na tlo ako je površina kolosijeka 2 m 2 ?

A) 10 kPa b) 20 kPa c) 1000 Pa d) 2000 Pa.

4. kada metak pogodi staklo, u njemu ostaje mala rupa, a kada pogodi akvarijum sa vodom staklo se raspada. Zašto?

A) u vodi se brzina metka smanjuje

B) povećanje pritiska vode razbija staklo u svim smjerovima.

C) metak mijenja putanju u vodi.

D) zbog naglog usporavanja metka u vodi.

5. Kolika je visina stuba kerozina u posudi ako je pritisak na dnu posude 1600 Pa? Gustina kerozina je 800 kg/m3.

A) 2m b) 20cm c) 20m d) 2cm

Odgovori: 1d 2c 3b 4b 5a


Predavanje 6. Elementi mehanike fluida.

Ch. 6, §28-31

Pregled predavanja

    Pritisak u tečnosti i gasu.

    Jednačina kontinuiteta. Bernulijeva jednačina.

    Viskozitet (unutrašnje trenje). Laminarni i turbulentni režimi strujanja fluida.

    Pritisak u tečnosti i gasu.

Molekule plina, krećući se haotično, gotovo su ili uopće nisu međusobno povezane interakcijskim silama, pa se slobodno kreću i, kao rezultat sudara, teže u svim smjerovima, ispunjavajući cijeli volumen koji im se pruža, tj. Zapremina gasa određena je zapreminom posude koju gas zauzima.

Poput gasa, tečnost poprima oblik posude u kojoj se nalazi, ali prosečna udaljenost između molekula ostaje praktično konstantna, tako da zapremina tečnosti ostaje praktično nepromenjena.

Iako se svojstva tekućina i plinova u mnogo čemu razlikuju, u nizu mehaničkih pojava njihovo ponašanje se opisuje istim parametrima i identičnim jednačinama. Stoga hidroaeromehanika - grana mehanike koja proučava kretanje tekućina i plinova, njihovu interakciju s čvrstim tijelima koja teku oko njih - koristi jedinstven pristup proučavanju tekućina i plinova.

Glavni zadaci moderne hidroaeromehanike:

    određivanje optimalnog oblika tijela koja se kreću u tekućinama ili plinovima;

    optimalno profilisanje protočnih kanala različitih mašina za gas i tečnost;

    izbor optimalnih parametara samih tečnosti i gasova;

    studija pokreta atmosferski vazduh, morske i okeanske struje.

Doprinos domaćih naučnika:

Ako se tanka ploča stavi u tekućinu koja miruje, tada dijelovi tekućine koji se nalaze na suprotnim stranama djeluju na ploču silama , jednake veličine i usmjerene na lokaciju S bez obzira na njegovu orijentaciju, jer prisustvo tangencijalnih sila bi prouzrokovalo pomeranje čestica fluida.

Pritisak tečnosti je fizička veličina jednaka omjeru normalne sile koja djeluje na određeno područje od tekućine do ove površine.

1 Pa je jednak pritisku koji stvara sila od 1 N, ravnomjerno raspoređena po površini koja je normalna na nju s površinom od 1 m 2.

Pritisak u ravnoteži tečnosti se pridržava Pascalov zakon: Pritisak koji vrše vanjske sile na tekućinu (ili plin) prenosi se u svim smjerovima bez promjene.

Hidrostatički pritisak

- hidrostatički pritisak

Prema dobivenoj formuli, sila pritiska na donje slojeve tekućine bit će veća nego na gornje slojeve, stoga na tijelo uronjeno u tekućinu djeluje sila uzgona određena Arhimedovim zakonom.

Arhimedov zakon: na tijelo uronjeno u tekućinu (ili plin) djeluje sila uzgona usmjerena okomito prema gore i jednaka težini tečnosti koju je tijelo istisnulo.

Sila dizanja naziva se razlika između sile uzgona i sile gravitacije.

.

    Jednačina kontinuiteta. Bernulijeva jednačina.

Jednačina kontinuiteta.

Idealna tečnost je apstraktna tečnost koja nema viskoznost, toplotnu provodljivost ili sposobnost naelektrisanja ili magnetizacije.

Ova aproksimacija je prihvatljiva za tečnost niske viskoznosti. Protok fluida se naziva stacionarnim ako vektor brzine u svakoj tački u prostoru ostaje konstantan.

Grafički, kretanje fluida je prikazano pomoću strujnih linija.

L vodovi za protok fluida- to su linije, u čijoj je tački vektor brzine čestica tekućine usmjeren tangencijalno (slika 4).

Linije toka se crtaju tako da je broj linija povučenih kroz određenu jediničnu površinu,  protok, brojčano jednak ili proporcionalan brzini fluida na datoj lokaciji.

Dio tekućine omeđen strujnicama naziva se strujna cijev.

Jer brzina čestica tečnosti je usmerena tangencijalno na zidove strujne cevi, tečne čestice ne napuštaju strujnu cev, tj. cijev je poput krute strukture. Protočne cijevi se mogu sužavati ili širiti ovisno o brzini tekućine, iako će masa tekućine koja teče kroz određeni dio,  njen protok, u određenom vremenskom periodu biti konstantna.

T .To. tečnost je nestišljiva, kroz S 1 I S 2 proći će za t iste mase tečnosti (slika 5).

Jednačina kontinuiteta mlaza ili Ojlerova teorema.

Proizvod brzine protoka nestišljivog fluida i površine poprečnog presjeka iste protočne cijevi je konstantan.

T Teorema kontinuiteta se široko koristi u proračunima koji se odnose na opskrbu motora tekućim gorivom kroz cijevi promjenjivog poprečnog presjeka. Ovisnost brzine strujanja o poprečnom presjeku kanala kroz koji teče tekućina ili plin koristi se u dizajnu mlaznice raketnog motora. Na mjestu gdje se mlaznica sužava (slika 6), brzina produkata izgaranja koji izlaze iz rakete naglo raste, a pritisak opada, zbog čega se stvara dodatni potisak.

Bernulijeva jednačina.

P Neka se fluid kreće u polju gravitacije tako da u datoj tački u prostoru veličina i smjer brzine fluida ostanu konstantni. Ovaj tok se naziva stacionarnim. U stacionarnoj tekućini, osim sila gravitacije, djeluju i sile pritiska. Odaberimo u stacionarnom toku dio strujne cijevi ograničen sekcijama S 1 I S 2 (Sl.7)

Tokom vremena t ovaj volumen će se kretati duž strujne cijevi i poprečnog presjeka S 1 će se pomeriti na poziciju 1", nakon što je prošao put , A S 2 - do pozicije 2", prošavši stazu . Zbog kontinuiteta mlaza, odabrane zapremine (i njihove mase) su identične:

,
.

Energija svake čestice fluida sastoji se od njene kinetičke i potencijalne energije u polju gravitacionih sila. Zbog stacionarne prirode toka, čestica se nalazi kroz t u bilo kojoj tački nezasjenjenog dijela volumena koji se razmatra, ima istu brzinu, pa stoga W To, što je bila čestica koja se nalazila u istoj tački u početnom trenutku vremena. Stoga se promjena energije cijelog volumena koji se razmatra može izračunati kao razlika u energijama zasjenjenih volumena V 1 I V 2 .

Uzmimo poprečni presjek strujne cijevi i segmente
toliko mali da se svim tačkama u svakom osenčenom volumenu može dodeliti ista vrednost brzine, pritiska i visine. Tada je prirast energije jednak:

U idealnoj tečnosti nema trenja, dakle W mora biti jednaka radu sila pritiska na dodijeljenoj zapremini:

(“-” jer je usmjerena u smjeru suprotnom kretanju )

,
,

,

Hajde da ga skratimo V i preurediti članove:

,

sekcije S 1 I S 2 su izabrani proizvoljno, tako da se može tvrditi da u bilo kojem dijelu strujne cijevi

(1)

Izraz (1) je Bernoullijeva jednačina. U stacionarnom idealnom fluidu koji teče duž bilo koje strujne linije, uslov (1) je zadovoljen.

Za horizontalnu strujnu liniju
,

Bernulijeva jednačina je prilično dobro zadovoljena za stvarne fluide, u kojima unutrašnje trenje nije jako veliko.

Smanjenje pritiska na mestima gde je protok veći je osnova za projektovanje vodene pumpe.

Zaključci ove jednadžbe uzimaju se u obzir pri proračunu dizajna pumpi za sisteme dovoda tekućih goriva u motore.

    Viskozitet (unutrašnje trenje). Laminarni i turbulentni režimi strujanja fluida.

Sila unutrašnjeg trenja.

Viskoznost tečnosti i gasova je njihovo svojstvo otpora kretanju nekih slojeva u odnosu na druge.

Viskoznost je uzrokovana pojavom sila unutrašnjeg trenja između slojeva pokretnih tekućina i plinova elektromagnetnog porijekla.

U Jednačinu hidrodinamike viskoznog fluida ustanovio je Newton 1687.

- modul sile unutrašnjeg trenja

Gradijent brzine pokazuje koliko se brzo mijenja brzina pri kretanju od sloja do sloja u smjeru z, okomito na smjer kretanja slojeva.

- viskozitet ili dinamički viskozitet.

Fizičko značenje -

Magnituda zavisi od molekularne strukture supstance i temperature:

Za gasove sa porastom temperature povećava jer povećava se brzina kretanja molekula i pojačava se njihova interakcija. Kao rezultat, povećava se razmjena molekula između pokretnih slojeva plina, koji prenose zamah od sloja do sloja. Stoga spori slojevi ubrzavaju, a brzi slojevi usporavaju, -povećava.

U tekućinama, kako temperatura raste, međumolekularna interakcija slabi i udaljenost između molekula se povećava, - smanjuje se.

- koeficijent kinematičke viskoznosti

.

Viskoznost tekućina i plinova se određuje pomoću viskozimetara.

Brzina njegovog protoka kroz cjevovod, kao i količina prijenosa topline tekućine ili plina na zidove cjevovoda, ovisi o viskoznosti goriva, stoga gorivo i rashladni uređaji se uzimaju u obzir pri projektovanju sistema za dovod goriva i sistema za hlađenje motora.

Laminarni i turbulentni režimi strujanja.

U zavisnosti od brzine protoka, tok tečnosti ili gasa može biti laminaran ili turbulentan.

Laminarni tok(latinski “lamina” - traka) - tok u kojem se tekućina ili plin kreće u slojevima paralelnim smjeru strujanja, a ti se slojevi ne miješaju jedan s drugim.

Laminarni tok je stacionaran, dešava se ili sa velikim , ili na niskom .

Turbulentno je strujanje u kojem se u tekućini (ili plinu) formiraju brojni vrtlozi različitih veličina, uslijed čega se tlak, gustoća i brzina protoka kontinuirano mijenjaju.

Turbulentno strujanje je nestalno i preovlađuje u praksi.

Molekule plina, vršeći kaotično, haotično kretanje, nisu povezane ili su prilično slabo povezane interakcijskim silama, zbog čega se kreću gotovo slobodno i, kao rezultat sudara, raspršuju se u svim smjerovima, dok ispunjavaju cijeli volumen koji im se pruža. , tj. zapremina gasa određena je zapreminom posude koju zauzima gas.

A tečnost, koja ima određenu zapreminu, poprima oblik posude u kojoj je zatvorena. Ali za razliku od gasova u tečnostima, prosečna udaljenost između molekula ostaje u proseku konstantna, tako da tečnost ima praktično nepromenjenu zapreminu.

Svojstva tečnosti i gasova su veoma različita na mnogo načina, ali u nekoliko mehaničkih pojava njihova svojstva su određena istim parametrima i identičnim jednačinama. Iz ovog razloga hidroaeromehanika- grana mehanike koja proučava ravnotežu i kretanje gasova i tečnosti, interakciju između njih i između čvrstih tela koja teku oko njih, - tj. primenjuje se jedinstven pristup proučavanju tečnosti i gasova.

U mehanici se tečnosti i gasovi tretiraju sa visokim stepenom tačnosti kao solidan, kontinuirano raspoređeni u dijelu prostora koji zauzimaju. Za gasove, gustina značajno zavisi od pritiska. Utvrđeno je iskustvom. da se kompresibilnost tečnosti i gasa često može zanemariti i preporučljivo je koristiti jedan koncept - nestišljivost tečnosti- tečnost svuda iste gustine, koja se ne menja tokom vremena.

Postavimo tanku ploču u mirovanje, kao rezultat toga, dijelovi tekućine koji se nalaze na različitim stranama ploče će djelovati na svaki od njenih elemenata Δ S sa silama Δ F, koji će biti jednak po veličini i usmjeren okomito na površinu Δ S bez obzira na orijentaciju mjesta, inače bi prisustvo tangencijalnih sila pokrenulo čestice fluida (slika 1)

Fig.1

Fizička veličina određena normalnom silom koja djeluje na dio tekućine (ili plina) po jedinici površine naziva se pritisak p/ tečnost (ili gas):

strFS.

Jedinica za pritisak - pascal(Pa): 1 Pa je jednak pritisku koji stvara sila od 1 N, koja je jednoliko raspoređena po površini koja je normalna na nju s površinom od 1 m 2 (1 Pa = 1 N/m 2).

Pritisak u ravnoteži tečnosti (gasova) poštuje Pascalov zakon: pritisak na bilo kom mestu fluida koji miruje je isti u svim pravcima, a pritisak se podjednako prenosi na celu zapreminu koju zauzima fluid u mirovanju.

Proučimo uticaj težine tečnosti na raspodelu pritiska unutar nepokretne nestišljive tečnosti. Kada je fluid u ravnoteži, pritisak duž bilo koje horizontalne linije je uvijek isti, inače ne bi bilo ravnoteže. To znači da je slobodna površina tekućine koja miruje uvijek horizontalna (ne uzimamo u obzir privlačenje tekućine zidovima posude). Ako je fluid nestišljiv, tada gustina fluida ne zavisi od pritiska. Zatim na poprečnom presjeku S stub tečnosti, njegova visina h i gustina ρ težina P=ρ gSh, dok pritisak na donju bazu



str=P/SgSh/Sgh, (1)

to jest, pritisak varira linearno sa visinom. Pritisak ρgh se naziva hidrostatički pritisak.

Prema formuli (1), sila pritiska na donje slojeve tečnosti će biti veća nego na gornje slojeve, dakle sila određena kao Arhimedov zakon: na telo uronjeno u tečnost (gas) deluje sila uzgona ove tečnosti, jednaka težini tečnost (gas) istisnuta tijelom:

F A =ρ gV, gdje je ρ gustina tečnosti, V- zapremina tela uronjenog u tečnost.

Na ovu temu

“Pritisak u tečnosti i gasu”

Učenik 7 “B” razreda

Srednja škola br.1

Lezhnina Petra

Pritisak je veličina jednaka omjeru sile koja djeluje okomito na površinu i površine ove površine naziva se tlak. Jedinicom pritiska uzima se pritisak koji stvara sila od 1 N koja djeluje na površinu površine 1 m 2 okomito na ovu površinu. Stoga, da bi se odredio pritisak, sila koja djeluje okomito na površinu mora se podijeliti s površinom: Poznato je da se molekuli plina kreću nasumično. Dok se kreću, sudaraju se jedni sa drugima, kao i sa zidovima posude u kojoj se nalazi gas. U gasu ima mnogo molekula, pa je broj njihovih uticaja veoma velik. Na primjer, broj udaraca molekula zraka u prostoriji na površinu površine 1 cm 2 u 1 sekundi. izražen kao dvadesettrocifreni broj. Iako je udarna sila pojedinačnog molekula mala, djelovanje svih molekula na stijenke posude je značajno i stvara pritisak plina.

Dakle, pritisak plina na stijenke posude (i na tijelo smješteno u plinu) je uzrokovan udarima molekula plina. Poznato je da se molekuli gasa kreću nasumično. Dok se kreću, sudaraju se jedni sa drugima, kao i sa zidovima posude u kojoj se nalazi gas. U gasu ima mnogo molekula, pa je broj njihovih uticaja veoma velik. Na primjer, broj udara molekula zraka u prostoriji na površinu površine 1 cm 2 u 1 s izražava se kao dvadesettrocifreni broj. Iako je udarna sila pojedinačnog molekula mala, djelovanje svih molekula na stijenke posude je značajno i stvara pritisak plina. Dakle, pritisak plina na stijenke posude (i na tijelo smješteno u plinu) je uzrokovan udarima molekula plina.

Kako se zapremina gasa smanjuje, njegov pritisak raste, a kako se zapremina povećava, pritisak opada, pod uslovom da masa i temperatura gasa ostanu nepromenjene.

Pritisak koji se vrši na tečnost ili gas prenosi se bez promene na svaku tačku zapremine tečnosti ili gasa (Paskalov zakon).

Na osnovu Pascalovog zakona, lako je objasniti sljedeće iskustvo.

Na slici je prikazana šuplja lopta sa uskim rupama na raznim mjestima. Na kuglu je pričvršćena cijev u koju je umetnut klip. Ako kuglicu napunite vodom i gurnete klip u cijev, voda će iscuriti iz svih rupa na kugli. U ovom eksperimentu, klip pritiska površinu vode u cijevi. Čestice vode koje se nalaze ispod klipa, sabijajući se, prenose svoj pritisak na druge slojeve koji leže dublje. Tako se pritisak klipa prenosi na svaku tačku tečnosti koja ispunjava loptu. Kao rezultat toga, dio vode se istiskuje iz lopte u obliku potoka koji teku iz svih rupa.

Ako je lopta ispunjena dimom, onda kada se klip gurne u cijev, mlazovi dima će početi izlaziti iz svih rupa na lopti. Ovo potvrđuje (da plinovi prenose pritisak koji se na njih vrši podjednako u svim smjerovima.)

Cjevčicu sa gumenim dnom, u koju se sipa voda, spustimo u drugu, širu posudu sa vodom. Vidjet ćemo da se kako se cijev spušta, gumeni film postepeno ispravlja. Potpuno ispravljanje filma pokazuje da su sile koje na njega djeluju odozgo i odozdo jednake. Potpuno ispravljanje filma nastaje kada se nivoi vode u cijevi i posudi poklope.

Dakle, iskustvo pokazuje da unutar tečnosti postoji pritisak i da je na istom nivou jednak u svim pravcima. Sa dubinom, pritisak raste. Gasovi se u tom pogledu ne razlikuju od tečnosti.

Formula za izračunavanje pritiska tečnosti na dnu posude. Iz ove formule jasno je da pritisak tečnosti na dnu posude zavisi samo od gustine i visine stuba tečnosti.

Membranski manometar. Kako izmjeriti pritisak tekućine na površini čvrste tvari? Kako izmjeriti, na primjer, pritisak vode na dnu čaše? Naravno, dno stakla se deformiše pod uticajem sila pritiska, a znajući veličinu deformacije, mogli bismo odrediti veličinu sile koja ju je izazvala i izračunati pritisak; ali ova deformacija je toliko mala da je gotovo nemoguće promijeniti je indirektno. Pošto je pritisak koji na nju vrši tečnost pogodno suditi deformacijom datog tela samo kada su deformacije dovoljno velike, da bi se praktično odredio pritisak tečnosti, koriste se posebni uređaji - manometri, kod kojih se deformacije određuju. imaju relativno veliku, lako mjerljivu vrijednost.

Najjednostavniji membranski manometar je dizajniran na sljedeći način. Tanka elastična ploča M - membrana - hermetički zatvara praznu kutiju K. Pokazivač P je pričvršćen za membranu koja se okreće oko ose O Kada je uređaj uronjen u tečnost, membrana se savija pod uticajem sila pritiska, a njen otklon se u uvećanom obliku prenosi na pokazivač koji se kreće duž skale. . Svaki položaj pokazivača odgovara određenom otklonu membrane, a time i određenoj sili pritiska na membranu. Poznavajući površinu membrane, možemo preći sa sila pritiska na same pritiske. Pritisak možete direktno mjeriti ako unaprijed kalibrirate mjerač tlaka, odnosno odredite kojem tlaku odgovara određena pozicija pokazivača na skali. Da biste to učinili, morate izložiti manometar pritiscima čija je veličina poznata i, primijetivši položaj strelice na pokazivaču, stavite odgovarajuće brojeve na skalu instrumenta.

Zračna školjka koja okružuje Zemlju naziva se atmosfera (od grčke riječi: atmos-para, vazduh i sfera-lopta).

Atmosfera se, kako pokazuju posmatranja leta umjetnih Zemljinih satelita, proteže do visine od nekoliko hiljada kilometara. Živimo na dnu ogromnog

vazdušni okean. Površina Zemlje je dno ovog okeana.

Zbog gravitacije, gornji slojevi zraka, poput okeanske vode, sabijaju donje slojeve. Vazdušni sloj koji se nalazi neposredno uz Zemlju je najviše komprimovan i, prema Pascalovom zakonu, prenosi pritisak koji se na njega vrši u svim pravcima.

Kao rezultat toga, Zemljina površina i tijela koja se na njoj nalaze doživljavaju pritisak cijele debljine zraka, ili, kako se obično kaže, doživljavaju atmosferski pritisak.

U praksi se za mjerenje atmosferskog tlaka koristi metalni barometar koji se zove aneroid (u prijevodu s grčkog „bez tekućine“. Barometar se tako zove jer ne sadrži živu).

Izgled aneroida prikazan je na slici. Njegov glavni dio je metalna kutija 1 s valovitom (rebrastom) površinom. Vazduh je ispumpan iz ove kutije, a da bi se sprečilo da atmosferski pritisak zgnječi kutiju, njen poklopac se oprugom 2 povlači nagore. Kako se atmosferski tlak povećava, poklopac se savija i zateže oprugu. Kako pritisak opada, opruga ispravlja poklopac. Strelica-pokazivač 4 je pričvršćen na oprugu pomoću mehanizma za prijenos 3, koji se pomiče udesno ili ulijevo kada se pritisak promijeni. Ispod strelice se nalazi skala čije su podjele označene prema očitanjima živinog barometra. Dakle, broj 750, naspram kojeg stoji aneroidna strelica, pokazuje da je u ovog trenutka u živinom barometru, visina živinog stuba je 750 mm.

Dakle, atmosferski pritisak je 750 mmHg. čl., ili » 1000 hPa.

Poznavanje atmosferskog pritiska je veoma važno za predviđanje vremena za naredne dane, jer su promene atmosferskog pritiska povezane sa promenama vremena. Barometar je neophodan instrument za meteorološka posmatranja.

Spisak korišćene literature:

1. Udžbenici fizike za 7-9 razred.

2. Osnovni udžbenik fizike (tom 1-2).

3. Priručnik iz fizike za školsku djecu.

4. Internet (www.big-il.com)

Kao što znate, gravitacija djeluje na sva tijela na Zemlji: čvrsta, tečna i plinovita.
Razmotrimo tečnosti. Sipajte vodu u posudu koja ima fleksibilnu membranu umjesto dna. Promatramo kako se gumeni film počinje savijati. Nije teško pretpostaviti da pod uticajem gravitacije težina stupca tečnosti pritiska na dno posude. Štaviše, što je veći nivo tečnosti, to se gumena membrana više rasteže. Nakon što se gumeno dno savija, voda se zaustavlja (dolazi u ravnotežu), jer osim sile gravitacije na vodu djeluje i elastična sila gumene membrane koja uravnotežuje silu pritiska vode na dno.
Razmotrimo da li tečnost pritiska zidove posude? Uzmite posudu s rupama na bočnom zidu. Sipajmo vodu u njega. I brzo otvori rupe. Vidimo sliku vrlo sličnu eksperimentu s Pascalovom loptom. Ali u isto vrijeme, nismo vršili nikakav vanjski pritisak na tečnost. Da bismo objasnili ovo iskustvo, potrebno je prisjetiti se Pascalovog zakona.
Svaki sloj tečnosti, svaki molekul svojom težinom pritiska na donje slojeve. Štaviše, prema Pascalovom zakonu, ovaj pritisak se prenosi u svim smjerovima i jednako, za razliku od čvrste materije, čija težina djeluje samo u jednom smjeru. Dakle, veći broj molekula tečnosti deluje na donje slojeve tečnosti u posudi nego na gornje slojeve - pritisak u donjem delu posude je veći. I kao rezultat toga, pritisak vode iz donje rupe je mnogo veći.
Uradimo još jedan eksperiment. Stavite tikvicu sa dnom koji pada u veliku posudu sa vodom. Da biste to učinili, prvo čvrsto pritisnite užetom dno. Kada je plovilo u vodi, možete otpustiti uže. Šta je dno čvrsto pritisnulo na cilindričnu posudu? Dno se pritiska na zidove posude pritiskom vode, koja djeluje odozdo prema gore.
Sada polako i pažljivo počnite dodavati vodu u praznu posudu. Čim se nivoi tečnosti u obe posude izjednače, dno će otpasti od posude.
Kako su sile pritiska vode unutar i izvan cilindra postale iste, dno će se ponašati na isti način kao i u zraku - čim pustimo uže, dno će otpasti zbog gravitacije.
U trenutku odvajanja, stub tečnosti u posudi pritiska odozgo prema dole, a pritisak stuba tečnosti iste visine, ali koji se nalazi u tegli, prenosi se odozdo prema gore.
Svi ovi eksperimenti se mogu izvesti i sa drugim tečnostima. Rezultat će biti isti.
Empirijski smo ustanovili da unutar tečnosti postoji pritisak. Na istom nivou, isti je u svim pravcima. Sa dubinom, pritisak raste. Gasovi takođe imaju težinu, zbog čega i tečnosti i gasovi imaju slična svojstva prenosa pritiska. Međutim, gas ima mnogo manju gustinu od tečnosti. Hajde da razgovaramo o još jednom neverovatnom i naizgled nemogućem fenomenu koji se zove „hidrostatski paradoks“. Upotrijebimo poseban uređaj da demonstriramo ovaj fenomen.
U eksperimentu koristimo tri posude različitih oblika, ispunjen tečnošću do jednog nivoa. Područje dna svih posuda je isto i zatvoreno je gumenom membranom. Izlivena tečnost rasteže membranu. Savijanjem, gumeni film pritiska na polugu i skreće strelicu uređaja.
Igla instrumenta podjednako odstupa u sva tri slučaja. To znači da je pritisak koji stvara tečnost isti i ne zavisi od težine izlivene tečnosti. Ova činjenica se naziva hidrostatički paradoks. Ovo se objašnjava činjenicom da će tečnosti, za razliku od čvrstih materija, takođe preneti deo pritiska na zidove posuda.

Povratak

×
Pridružite se zajednici parkvak.ru!
U kontaktu sa:
Već sam pretplaćen na zajednicu “parkvak.ru”