Tavoitteet:
- Koulutuksellinen: muodostaa yleisiä käsityksiä paineesta, painevoimasta, paineen laskemiseen tarvittavien käytännön taitojen muodostumisesta;
- Kehitetään: kokeellisten taitojen, loogisen ajattelun, väittämien perustelemisen, ryhmätyötaitojen kehittäminen, paineen lisäämisen tai vähentämisen perustelut;
- Koulutuksellinen: itsenäisen työskentelytaidon muodostuminen, oppimisen halun kehittyminen, ahkera työkyky, kollektivismin tunteen kehittyminen parityössä.
Kyseisen oppitunnin tyyppi: uuden materiaalin oppiminen.
Oppituntilomake: yhdistetty oppitunti.
Oppitunnin paikka opetussuunnitelmassa. Aihetta "paine ja painevoima" käsitellään osiossa "Kiinteiden aineiden, nesteiden ja kaasujen paine". Tämä aihe on osiossa ensimmäinen ja opiskelijoille kiinnostavin (koska opiskelumateriaalin ja elämän, tekniikan välillä on hyvä yhteys), joten aiheen tutkimiseen menee 2 tuntia. Opiskelumateriaalin pääsisällön määräävät opetussuunnitelma ja fysiikan koulutuksen pakollinen vähimmäissisältö.
Menetelmät:sanallinen, visuaalinen, käytännöllinen.
Laitteet:
- leikkaus- ja lävistystyökalujen osastonäyttely;
- esitys Power Pointissa, laboratoriodynamometrit, tangot, viivat, painikkeet.
Tuntisuunnitelma:
| 1. Oppitunnin alun organisointivaihe - | 1 minuutti. |
| 2. Valmisteluvaihe uuden materiaalin aktiiviseen ja tietoiseen omaksumiseen - | 7 min. |
| 3. Uuden tiedon assimilaatiovaihe (painevoima, painekaava, paineyksiköt) - | 20 minuuttia. |
| 4. Matka biologiaan - | 6 min. |
| 5. Tekniikan maailma - | 6 min. |
| 6. "Tutut kirjaimet" - | 2 minuuttia. |
| 7. Kokeilutehtävät. - | 15 minuuttia. |
| 8. Testitehtävät. - | 13 min. |
| 9. Yhteenveto - | 5 minuuttia. |
| 10. Kotitehtävät. - | 5 minuuttia. |
Epigrafi oppitunnille: "Tieto on vain silloin tietoa, kun se on hankittu ajatuksen ponnisteluilla, ei muistilla" (AN Tolstoi).
Tuntien aikana
1. Oppitunnin organisointivaihe.
2. Valmisteluvaihe materiaalin aktiiviseen ja tietoiseen assimilaatioon.
Opettaja kiinnittää oppilaiden huomion Mamin-Sibiryakin teoksen "Harmaa kaula" kuvitukseen (katso esityksen dia nro 1) ja lukee otteen tästä teoksesta: "... Kettu todella tuli muutaman päivän kuluttua istuin rannalle ja puhui uudelleen:
Kaipasin sinua, ankka... Tule tänne; Jos et halua, tulen itse luoksesi. En ole ujo...
Ja Kettu alkoi ryömiä varovasti jään yli aivan reikään. Harmaan Sheikan sydän painui…”.
Kysymys. Miksi kettu ryömi varovasti jäällä? (Kuuntele vastaukset)
Opettaja. Vastataksesi tähän kysymykseen sinun on tutustuttava aiheeseen "Paine ja paineen voima". Sana "paine" on sinulle tuttu. Ymmärrätkö seuraavien lauseiden merkityksen:
- Paine laskee jyrkästi, sademäärä on mahdollinen.
- Dynamo-joukkueen puolustajat eivät kestäneet Spartakin hyökkääjien painetta.
- Potilaan verenpaine nousi yhtäkkiä.
- "Nautilus" liukui pohjattomiin syvyyksiin huolimatta ulkoisen ympäristön valtavasta paineesta.
- "Se oli nainen", sanoi komissaari Maigret, "vain naisten kenkien ohuet kantapäät saattoivat tuottaa niin paljon painetta.
Kaikissa näissä lauseissa sanaa "paine" käytetään eri tilanteissa ja sillä on erilaisia merkityksiä. Tarkastellaan painetta fysiikan näkökulmasta. Kutsu tämä oppitunnille avustaja.
Lapset halusivat hunajaa - katoavat, lumimyrskyt ja lumimyrskyt,
Hyvä mehiläinen vierailemaan oppitunnilla.
Tänään oppituntimme päähenkilö on mehiläinen.
Opettaja. Harkitse esimerkkiä (nappi terälehdellä): poika vierii alas vuorelta juuri sateella lumella, putoaa yhtäkkiä ja sukset vierii alas. Jaloilleen noussut poika laskeutuu suksille, ja hänen jalkansa ovat syvästi jumissa lumessa.
Kysymys: miksi suksilla oleva poika ei putoa lumeen, mutta epäonnistuu ilman suksia? Opiskelijat päättelevät, että molemmissa tapauksissa poika toimii lumella samalla voimalla, mutta voiman vaikutuksen tulos on erilainen, joten (opettaja johtaa ajatukseen) toiminnan tulos riippuu myös jostain suuresta.
Opettaja: Mikä on muuttunut pojan kaatumisen jälkeen? Opiskelijat päättelevät, että pojan tuen pinta-ala lumella on muuttunut. Kun poika on suksilla, tukialue on suurempi kuin ilman suksia.
Opettaja: Voiman vaikutus riippuu:
1 – painevoiman arvot;
2 - pinta-ala, kohtisuorassa, johon painevoima vaikuttaa.
(Oppilaat työskentelevät OK:lla.)
Opettaja: Arvoa, joka osoittaa, kuinka suuri painevoima vaikuttaa kuhunkin pinta-alayksikköön, kutsutaan paineeksi.
P - paine
F d - painevoima
S- jalanjälki.
– paineen saamiseksi meidän on jaettava alueelle kohdistuva painevoima!
Suoritetaan tämän kaavan kvalitatiivinen analyysi.
Kysymys 1. Painevoima ei muutu, mutta tukipinta-ala kasvaa. Miten paine muuttuu? Miksi? ( Paine laskee, koska paine on kääntäen verrannollinen pinta-alaan).
Kysymys 2. Tukiala ei muutu, mutta painevoima kasvaa. Miten paine muuttuu? Miksi? ( Paine nousee as paine on suoraan verrannollinen paineeseen).
Opiskelijat päättelevät, että samalla voimalla paine on suurempi, kun tukialue on pienempi, ja päinvastoin, mitä suurempi tukialue, sitä vähemmän painetta.
Opettaja:
Tavoitteesi on tunkeutua kehoon - vähennä tuki nollaan.
Talvella metsässä kävelyllä nostat tukea S.
(Ostaa kiinteän kappaleen paineen kaavan merkitys).
Visuaalisten kuvien luomiseksi opettaja esittelee opiskelijat erilaisiin tekniikassa, luonnossa ja arjessa kohtaaviin paineisiin (taulukko 6 s. 84 oppikirja Fysiikka - 7 solua)
Opiskelijat työskentelevät OK:lla (työskentely kolmion kanssa).
Kysymys 1. Kuinka voit löytää paineen voiman, kun tiedät paineen ja pinta-alan, johon voima kohdistetaan? (N d \u003d p * S)
Kysymys 2. Kuinka löytää pinta-ala, johon voima kohdistetaan, tietäen painevoiman? (S=F d/p)
Opettaja. Johdetaan paineen yksikkö. (Dian mehiläinen lentää toiselle terälehdelle hiiren napsautuksella).
| Annettu: | |
| S = 1 m 2 | |
| F d \u003d 1H |
|
| p-? |
1 Pa on paine, jonka tuottaa 1 N:n painevoima, joka vaikuttaa 1 m 2:n pintaan, joka on kohtisuorassa tätä pintaa vastaan.
1 hPa - 100 Pa
1 kPa - 1000 Pa
1 MPa - 1000 000 Pa
Kysymys. Mitä merkintä tarkoittaa: p \u003d 15 000 Pa, p \u003d 5000 Pa? (15 000 Pa on paine, jonka tuottaa 15 000 N:n painevoima, joka vaikuttaa 1 m 2:n pintaan, joka on kohtisuorassa tätä pintaa vastaan.)
Opettaja.
Meret ja aavikot, maa ja kuu
Auringon valo ja lumivyöryn lumi...
Luonto on monimutkainen, mutta luonto on yksi.
Luonnonlait ovat yksi!
Tehdään matka biologiaan (dialla oleva mehiläinen lentää hiiren napsautuksella kolmanteen terälehteen).
Amazonissa on piraijoja
Se näyttää kalalta.
Jos laitat sormesi veteen
Snack häntä välittömästi.
Kysymys: Miksi piraija voi purra ihmisen sormea?
Tässä on kameli ja kamelin päällä
Kuljeta matkatavarat ja ihmiset menevät.
Hän asuu erämaassa
Syö mauttomia pensaita
Hän työskentelee ympäri vuoden...
Miksi ihmiset kantavat matkatavaroita ja ratsastavat kamelin selässä?
(Kamelin raajojen pinta-ala on suuri ja hiekkaan kohdistuva paine pieni, joten kameli ei uppoa hiekkaan.)
Vihainen siili, harmaa siili,
Minne olet menossa, kerro minulle?
Olet niin piikikäs, että et voi ottaa kädestäsi kiinni!
Miksi siili on piikikäs?
(Neulojen pinta-ala on pieni ja paine korkea.)
Mehiläinen on tunnettu työmies,
Antaa ihmisille hunajaa ja vahaa,
Ja viholliset näyttävät piston,
Muistetaan koko vuoden!
Miksi mehiläisen pisto painaa niin paljon ihmisen ihoa? (Mehiläisen piston pinta-ala on pieni ja ihmisen ihoon kohdistuva paine on suuri.)
Kerran ruusulta kysyttiin:
Miksi, lumoava silmä,
Olette piikikäs piikkejä
Raaputatko meitä kovasti?
(Ruusun piikkojen pinta-ala on pieni, mutta paine korkea.)
Palataan "Harmaan kaulan" sankareihin. Miksi kettu ryömi varovasti jäällä? (Kettu valitsi tämän liikkumistavan kasvattaakseen pinta-alaa ja vähentääkseen jäälle kohdistuvaa painetta.)
Opettaja: Ovela kettu tiesi paineen kaavan! Olemme vakuuttuneita tämän kaavan pätevyydestä luonnossa - neulat, karpalot, kynnet, hampaat, hampaat, pistot. Mutta. "Tieteen sielu on sen löytöjen käytännön soveltaminen" (W. Thomson).
Tehdään kiertue tekniikan maailmaan.(Mehiläinen lentää neljänteen terälehteen hiiren napsautuksella.)
Tiedämme, että mitä suurempi tukialue on, sitä pienempi on tietyn voiman tuottama painetta, ja päinvastoin, kun tukipinta-ala pienenee (vakiovoimalla), paine kasvaa. Siksi sen mukaan, haluatko saada pienen vai suuren paineen, tukipinta-ala kasvaa tai pienenee. (Oppilaat työskentelevät OK:lla - tapoja muuttaa painetta). Kuorma-autojen renkaat ja lentokoneiden alustat on tehty huomattavasti henkilöautoja leveämmiksi. Erityisen leveät renkaat on tehty autoihin, jotka on suunniteltu matkustamaan autiomaassa. Raskaat ajoneuvot, kuten traktori, säiliö tai suoajoneuvo, voivat ajaa soisessa maastossa, jonka läpi ei aina ole mahdollista kulkea. Miksi? (Raskaat koneet, joilla on suuri jalanjälki, kohdistavat vain vähän painetta.)
Opettaja kiinnittää opiskelijoiden huomion leikkaus- ja lävistysesineiden ja -työkalujen näyttelyyn.
Kysymys: Miksi leikkaus- ja puukotustyökalut kohdistavat kehoon niin paljon painetta? (Leikkaus- ja lävistystyökalujen pinta-ala on pieni ja paine suuri.)
Opettaja. Olemme vakuuttuneita painekaavan pätevyydestä luonnossa ja tekniikassa. (Mehiläinen lentää viidenteen terälehteen hiiren napsautuksella.)
Peli "Tutut kirjaimet".
Taululle kirjoitetaan kirjaimet - fyysisten määrien nimitykset: p, m, F, l, V. Tehtäväsi: Kun olet kuunnellut sananlaskuja, aseta ne yhden näistä arvoista linjaan.
Sananlaskut:
- Murha selviää.
- Et voi poimia siiliä paljain käsin.
- Älä laita sormeasi suuhusi.
(Paine)
Opettaja."Tieto, joka ei ole syntynyt kokemuksesta, kaiken varmuuden äiti, on hedelmätöntä ja täynnä virheitä." (Mehiläinen lentää kuudenteen terälehteen hiiren napsautuksella.)
Kokeilutehtävät.
1. Tehtävä. Painamalla nappia levyyn, vaikutamme siihen 50N voimalla, napin kärjen pinta-ala on 0,000 001 m 2. Määritä painikkeen tuottama paine.
| Annettu: | |
| F d \u003d 50N |
[p]=Pa. |
| S = 0,000 001 m 2 | |
| p=? |  (Pa) |
Vastaus: 50 MPa.
2. Laske jäykän kappaleen paine tukeen. (Työskentele pareittain.)
Varusteet: dynamometri, mittaviivain, puupalikka.
Työn järjestys.
- Mittaa tangon painevoima pöydälle (tangon paino).
- Mittaa tangon pituus, leveys ja korkeus.
- Laske palkin suurimman ja pienimmän pinnan pinta-alat käyttämällä kaikkia saatuja tietoja.
- Laske paine, jonka tanko tuottaa pöydälle pienimmällä ja suurimmalla pinnalla.
- Kirjoita tulokset muistivihkoon.
- Tee johtopäätös saatujen tulosten perusteella.
Opiskelijat kirjoittavat kokeiden tulokset taululle ja tekevät johtopäätöksen paineen riippuvuudesta tuen pinta-alasta.
Opettaja.
Pitääkseen mehiläisen matkalla
Tarve hankkia tietoa.
Avaamme lehtiä
Ja me teemme työn.
(Mehiläinen lentää 7. terälehdelle hiiren napsautuksella.) "Testitehtävät".
Oppitunnin yhteenveto
- Minkä fyysisen suuren tapasit tänään oppitunnilla?
- Mitä voimaa kutsutaan painevoimaksi?
- Mikä on paine?
- Paineyksiköt?
- Paineen yksiköt SI:ssä?
Oppituntien arvosanat: Testitulokset, tokenit huomioidaan.
Oppitunnin lopullinen arvosana näytetään. Opettaja kiinnittää oppilaiden huomion oppitunnin epigrafiin.
Kotitehtävät:§32b33; s.85 (kokeellinen tehtävä).
Lisätehtävä."Miksi terävät esineet ovat pistäviä. Kuten Leviathan”, Viihdyttävä fysiikka. Ja I. Perelman.
Luettelo käytetystä kirjallisuudesta.
- Fysiikka - 7 solua. S.V. Gromov, N.A. Rodina. Moskova. "Valaistus", 2000
- Fysiikan oppitunti nykyaikaisessa koulussa. Luova haku opettajille. Kokoanut E.M. Braverman, toimittanut V.G. Razumovski. Moskova, Enlightenment, 1993
- Opiskelijoiden fysiikan tietojen tarkistus (6-7 luokka) A.V. Postnikov, Moskova, "Valaistuminen", 1986
- Sanomalehti "Fysiikka" nro 45, 2004
- Lehti "Physics at School" nro 8, 2002
- Lukija kirjallisuudessa. 1-4 solua Rostov-on-Don. JSC "Kniga", 1997
MÄÄRITELMÄ
Paine on skalaarinen fysikaalinen suure, joka on yhtä suuri kuin pintaan kohtisuorassa vaikuttavan moduulin suhde tämän pinnan pinta-alaan:
Kappaleen pintaan nähden kohtisuoraan kohdistettua voimaa, jonka vaikutuksesta kappale muotoutuu, kutsutaan painevoimaksi. Mikä tahansa voima voi toimia painevoimana. Tämä voi olla voima, joka painaa yhtä kappaletta toisen pintaa vasten, tai kappaleen paino, joka vaikuttaa tukeen (kuva 1).
Riisi. 1. Paineen määritys
Paineyksiköt
SI-järjestelmässä paine mitataan pascaleina (Pa): 1 Pa \u003d 1 N / m 2
Paine ei riipu pinnan suunnasta.
Järjestelmän ulkopuolisia yksiköitä käytetään usein: normaali ilmakehä (atm) ja elohopeamillimetri (mm Hg): 1 atm = 760 mm Hg = 101325 Pa
On selvää, että pinta-alasta riippuen sama painevoima voi kohdistaa eri paineita tähän pintaan. Tätä suhdetta käytetään usein tekniikassa lisäämään tai päinvastoin vähentämään painetta. Säiliöiden ja traktoreiden rakenteet mahdollistavat maaperän paineen alentamisen lisäämällä pinta-alaa telaketjun avulla. Sama periaate on suksien suunnittelun taustalla: suksilla ihminen liukuu helposti lumella, mutta sukset irrotettuaan hän putoaa heti lumeen. Leikkuu- ja lävistystyökalujen (veitset, sakset, leikkurit, sahat, neulat jne.) terä on erityisesti teroitettu: terävällä terällä on pieni pinta-ala, joten pienikin voima aiheuttaa paljon painetta ja sitä on helppo työstää sellaisella työkalulla.
Esimerkkejä ongelmanratkaisusta
ESIMERKKI 1
| Harjoittele | Ihminen painaa lapiota 400 N:n voimalla. Mitä painetta lapio kohdistaa maahan, jos sen terä on 20 cm leveä ja leikkuureuna 0,5 mm paksu? |
| Päätös | Lapion maahan kohdistama paine määritetään kaavalla: Lapion pinta-ala, joka on kosketuksissa maahan: missä on terän leveys, on leikkuureunan paksuus. Siksi lapion paine maahan: Muunnetaan yksiköt SI-järjestelmään: terän leveys: cm m; insisal paksuus mm m. Laske: Pa MPa |
| Vastaus | Lapion paine maahan on 4 MPa. |
ESIMERKKI 2
| Harjoittele | Etsi alumiinikuution reuna, jos se kohdistaa 70 Pa painetta pöytään. |
| Päätös | Kuution paine pöydällä: Painevoima tässä tapauksessa on kuution paino, joten voimme kirjoittaa: Olettaen että ja kuution tilavuus vuorostaan: |
FYSIIKKA. 1. Fysiikan aine ja rakenne F. yksinkertaisimmin ja samalla eniten tutkiva tiede. meitä ympäröivän aineellisen maailman esineiden yleiset ominaisuudet ja liikelait. Tämän yleisyyden seurauksena ei ole olemassa luonnonilmiöitä, joilla ei olisi fyysistä. ominaisuudet... Fyysinen tietosanakirja
FYSIIKKA- tiede, joka tutkii luonnonilmiöiden yksinkertaisimpia ja samalla yleisimpiä lakeja, aineen rakennetta ja sen liikelakeja. F:n käsitteet ja sen lait ovat kaiken luonnontieteen taustalla. F. kuuluu täsmällisiin tieteisiin ja tutkii suureita ... Fyysinen tietosanakirja
FYSIIKKA- FYSIIKA, tiede, joka tutkii yhdessä kemian kanssa energian ja aineen muuttumisen yleisiä lakeja. Molemmat tieteet perustuvat kahteen luonnontieteen peruslakiin - massan säilymislakiin (Lomonosovin, Lavoisierin laki) ja energian säilymisen lakiin (R. Mayer, Jaul ... ... Suuri lääketieteellinen tietosanakirja
tähtien fysiikka- Tähtien fysiikka on yksi astrofysiikan haaroista, joka tutkii tähtien fyysistä puolta (massaa, tiheyttä, ...). Sisältö 1 Tähtien mitat, massat, tiheys, kirkkaus 1.1 Tähtien massa ... Wikipedia
Fysiikka- I. Fysiikan aihe ja rakenne Fysiikka on tiede, joka tutkii luonnonilmiöiden yksinkertaisimpia ja samalla yleisimpiä malleja, aineen ominaisuuksia ja rakennetta sekä sen liikelakeja. Siksi F:n käsitteet ja sen lait ovat kaiken taustalla ... ...
Korkeapaine- laajassa merkityksessä ilmakehän paineen ylittävä paine; erityisissä teknisissä ja tieteellisissä tehtävissä paine ylittää kullekin tehtävälle ominaisen arvon. Yhtä tavanomaisesti kirjallisuudessa on D. vuosisadan alajako. korkealle ja ...... Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja
FYSIIKKA- (muinaisesta Kreikasta physis nature). Muinaiset kutsuivat fysiikaksi mitä tahansa ympäröivän maailman ja luonnonilmiöiden tutkimusta. Tämä käsitys fysiikan termistä säilyi 1600-luvun loppuun asti. Myöhemmin ilmestyi joukko erityisiä tieteenaloja: kemia, joka tutkii ... ... Collier Encyclopedia
KORKEAN PAINEEN FYSIIKKA- erittäin suurten paineiden aineeseen kohdistuvan vaikutuksen tutkiminen sekä menetelmien luominen tällaisten paineiden saamiseksi ja mittaamiseksi. Korkeapainefysiikan kehityksen historia on hämmästyttävä esimerkki tieteen epätavallisen nopeasta kehityksestä, ... ... Collier Encyclopedia
Kiinteän olomuodon fysiikka- Kiinteän olomuodon fysiikka on kondensoituneen olomuodon fysiikan haara, jonka tehtävänä on kuvata kiinteiden aineiden fysikaalisia ominaisuuksia niiden atomirakenteen näkökulmasta. Se kehittyi intensiivisesti 1900-luvulla kvanttimekaniikan keksimisen jälkeen. ... ... Wikipedia
Alhaisten lämpötilojen fysiikka- Sisältö 1 Tuotantomenetelmät 1.1 Nesteiden haihdutus ... Wikipedia
Kirjat
- Fysiikka. 7. luokka. Työkirja A. V. Peryshkinin oppikirjaan. Pystysuora. Federal State Educational Standard, Hannanova Tatyana Andreevna, Khannanov Nail Kutdusovich, Käsikirja on olennainen osa A. V. Peryshkinin opetusmenetelmiä "Fysiikka. Luokat 7-9", joka on tarkistettu uuden liittovaltion koulutusstandardin vaatimusten mukaisesti. ... Luokka: Fysiikka. Tähtitiede (luokat 7-9) Sarja: Fysiikka Kustantaja: Drofa, Osta 228 ruplaa
- Fysiikan 7. luokan työkirja oppikirjaan A. V. Peryshkin, Khannanova T., Khannanov N., Käsikirja on olennainen osa A. V. Peryshkinin opetusmateriaaleja "Fysiikka. Luokat 7-9”, joka on tarkistettu uuden liittovaltion koulutusstandardin vaatimusten mukaisesti. Luokassa…
Paine on fyysinen määrä, jolla on erityinen rooli luonnossa ja ihmisen elämässä. Tämä silmälle huomaamaton ilmiö ei vaikuta pelkästään ympäristön tilaan, vaan se on myös kaikkien erittäin hyvin aistittavissa. Selvitetään, mikä se on, minkä tyyppisiä se on olemassa ja kuinka löytää paine (kaava) eri ympäristöissä.
Mitä kutsutaan paineeksi fysiikassa ja kemiassa
Tämä termi viittaa tärkeään termodynaamiseen suureen, joka ilmaistaan kohtisuoraan kohdistetun painevoiman suhteena pinta-alaan, johon se vaikuttaa. Tämä ilmiö ei riipu sen järjestelmän koosta, jossa se toimii, ja viittaa siksi intensiivisiin määriin.
Tasapainotilassa paine on sama kaikissa järjestelmän pisteissä.
Fysiikassa ja kemiassa tätä merkitään kirjaimella "P", joka on lyhenne termin latinankielisestä nimestä - pressūra.
Jos puhumme nesteen osmoottisesta paineesta (kennon sisällä ja ulkopuolella olevan paineen välinen tasapaino), käytetään kirjainta "P".
Paineyksiköt
Kansainvälisen SI-järjestelmän standardien mukaan tarkasteltavana oleva fysikaalinen ilmiö mitataan pascaleina (kyrillisin kirjaimin - Pa, latinaksi - Ra).
Painekaavan perusteella käy ilmi, että yksi Pa on yhtä suuri kuin yksi N (newton - jaettuna yhdellä neliömetrillä (pinta-alayksikkö).
Käytännössä pascalien käyttö on kuitenkin melko vaikeaa, koska tämä yksikkö on hyvin pieni. Tässä suhteessa SI-järjestelmän standardien lisäksi tämä arvo voidaan mitata eri tavalla.
Alla on sen tunnetuimmat analogit. Suurin osa niistä on laajalti käytössä entisessä Neuvostoliitossa.
- baareja. Yksi palkki on 105 Pa.
- Torreja eli elohopeamillimetrejä. Noin yksi Torr vastaa 133,3223684 Pa.
- millimetriä vesipatsasta.
- Metrejä vesipatsaasta.
- tekniset tunnelmat.
- fyysiset ilmapiirit. Yksi atm on 101 325 Pa ja 1,033233 at.
- Kilogramma-voima neliösenttimetriä kohti. On myös ton-force ja gramm-force. Lisäksi neliötuumaa kohden on analoginen puntavoima.
Yleinen painekaava (7. luokan fysiikka)
Tietyn fyysisen suuren määritelmästä voidaan määrittää menetelmä sen löytämiseksi. Se näyttää alla olevalta valokuvalta.
Siinä F on voima ja S on pinta-ala. Toisin sanoen paineen löytämisen kaava on sen voima jaettuna pinta-alalla, johon se vaikuttaa.
Se voidaan kirjoittaa myös seuraavasti: P = mg / S tai P = pVg / S. Tämä fysikaalinen suure liittyy siis muihin termodynaamisiin muuttujiin: tilavuuteen ja massaan.
Paineen kohdalla pätee seuraava periaate: mitä pienempään tilaan voima vaikuttaa, sitä suurempi puristusvoiman määrä sillä on. Jos pinta-ala kuitenkin kasvaa (samalla voimalla) - haluttu arvo pienenee.
Hydrostaattisen paineen kaava
Aineiden eri aggregaattitilat mahdollistavat niiden ominaisuuksien olemassaolon, jotka eroavat toisistaan. Tämän perusteella myös menetelmät P:n määrittämiseksi niissä ovat erilaisia.
Esimerkiksi vedenpaineen (hydrostaattisen) kaava näyttää tältä: P = pgh. Koskee myös kaasuja. Samalla sitä ei voida käyttää ilmanpaineen laskemiseen korkeus- ja ilmantiheyserojen vuoksi.
Tässä kaavassa p on tiheys, g on painovoimakiihtyvyys ja h on korkeus. Tämän perusteella mitä syvemmälle esine tai esine uppoaa, sitä suurempi paine siihen kohdistuu nesteen (kaasun) sisällä.
Tarkasteltavana oleva muunnelma on adaptaatio klassisesta esimerkistä P = F / S.
Jos muistamme, että voima on yhtä suuri kuin massan derivaatta vapaan pudotusnopeuden mukaan (F = mg) ja nesteen massa on derivaatta tilavuudesta tiheyden mukaan (m = pV), niin painekaava voidaan kirjoittaa muodossa P = pVg / S. Tässä tapauksessa tilavuus on pinta-ala kerrottuna korkeudella (V = Sh).
Jos lisäät nämä tiedot, käy ilmi, että osoittajan ja nimittäjän aluetta voidaan pienentää ja tulos on yllä oleva kaava: P \u003d pgh.
Nesteiden paineen vuoksi on syytä muistaa, että toisin kuin kiinteissä aineissa, pintakerroksen kaarevuus on usein mahdollista niissä. Ja tämä puolestaan vaikuttaa lisäpaineen muodostumiseen.
Tällaisissa tilanteissa käytetään hieman erilaista painekaavaa: P \u003d P 0 + 2QH. Tässä tapauksessa P 0 on ei-kaarevan kerroksen paine ja Q on nestejännityspinta. H on pinnan keskimääräinen kaarevuus, joka määräytyy Laplacen lain mukaan: H \u003d ½ (1 / R 1 + 1 / R 2). Komponentit R1 ja R2 ovat pääkaarevuuden säteitä.
Osapaine ja sen kaava
Vaikka P = pgh -menetelmä soveltuu sekä nesteisiin että kaasuihin, on parempi laskea viimeksi mainittujen paine hieman eri tavalla.
Tosiasia on, että luonnossa ehdottoman puhtaat aineet eivät yleensä ole kovin yleisiä, koska siinä vallitsevat seokset. Ja tämä ei koske vain nesteitä, vaan myös kaasuja. Ja kuten tiedätte, jokainen näistä komponenteista kohdistaa eri paineen, jota kutsutaan osapaineeksi.
Se on aika helppo määritellä. Se on yhtä suuri kuin tarkasteltavana olevan seoksen kunkin komponentin paineen summa (ideaalikaasu).
Tästä seuraa, että osapainekaava näyttää tältä: P \u003d P 1 + P 2 + P 3 ... ja niin edelleen, ainesosien lukumäärän mukaan.
Usein on tapauksia, joissa on tarpeen määrittää ilmanpaine. Jotkut kuitenkin suorittavat virheellisesti laskelmia vain hapella kaavion P = pgh mukaisesti. Mutta ilma on eri kaasujen seos. Se sisältää typpeä, argonia, happea ja muita aineita. Nykytilanteen perusteella ilmanpainekaava on kaikkien sen komponenttien paineiden summa. Joten sinun tulee ottaa edellä mainittu P \u003d P 1 + P 2 + P 3 ...
Yleisimmät paineenmittauslaitteet
Huolimatta siitä, että tarkasteltavaa termodynaamista määrää ei ole vaikea laskea yllä olevien kaavojen avulla, joskus ei yksinkertaisesti ole aikaa suorittaa laskelmia. Loppujen lopuksi sinun on aina otettava huomioon lukuisia vivahteita. Siksi mukavuuden vuoksi useita laitteita on kehitetty useiden vuosisatojen aikana tekemään tämä ihmisten sijaan.
Itse asiassa melkein kaikki tämäntyyppiset laitteet ovat painemittarin lajikkeita (se auttaa määrittämään kaasujen ja nesteiden paineen). Ne eroavat kuitenkin suunnittelusta, tarkkuudesta ja laajuudesta.
- Ilmanpaine mitataan painemittarilla, jota kutsutaan barometriksi. Jos on tarpeen määrittää tyhjiö (eli paine alle ilmakehän paineen), käytetään sen toista versiota, tyhjiömittaria.
- Ihmisen verenpaineen selvittämiseksi käytetään sfygmomanometriä. Useimmille se tunnetaan paremmin ei-invasiivisena tonometrina. Tällaisia laitteita on monia erilaisia: elohopeamekaanisesta täysin automaattiseen digitaaliseen. Niiden tarkkuus riippuu materiaaleista, joista ne on valmistettu, ja mittauspaikasta.
- Painehäviöt ympäristössä (englanniksi painehäviö) määritetään tai difnamometreillä (ei pidä sekoittaa dynamometreihin).
Painetyypit
Kun otetaan huomioon paine, sen löytämiskaava ja sen vaihtelut eri aineille, kannattaa tutustua tämän määrän lajikkeisiin. Niitä on viisi.
- Ehdoton.
- barometrinen
- Ylimääräinen.
- Tyhjiö.
- Ero.
Ehdoton
Tämä on kokonaispaineen nimi, jossa aine tai esine sijaitsee, ottamatta huomioon ilmakehän muiden kaasumaisten komponenttien vaikutusta.
Se mitataan pascaleina ja on ylipaineen ja ilmanpaineen summa. Se on myös ero barometristen ja tyhjiötyyppien välillä.
Se lasketaan kaavalla P = P 2 + P 3 tai P = P 2 - P 4.
Absoluuttisen paineen vertailupisteeksi Maaplaneetan olosuhteissa otetaan paine säiliön sisällä, josta ilma poistetaan (eli klassinen tyhjiö).
Vain tämän tyyppistä painetta käytetään useimmissa termodynaamisissa kaavoissa.
barometrinen
Tämä termi viittaa ilmakehän (painovoiman) painetta kaikkiin esineisiin ja esineisiin, joita siinä esiintyy, mukaan lukien itse maan pinta. Useimmat ihmiset tietävät sen myös nimellä atmospheric.
Siihen viitataan ja sen arvo vaihtelee mittauspaikan ja -ajan sekä sääolosuhteiden ja merenpinnan ylä-/alapuolella olemisen mukaan.
Barometrisen paineen arvo on yhtä suuri kuin ilmakehän voimamoduuli pinta-alayksikköä kohti sen normaalia pitkin.
Vakaassa ilmakehässä tämän fysikaalisen ilmiön suuruus on yhtä suuri kuin ilmapatsaan paino alustalla, jonka pinta-ala on yksi.
Barometrisen paineen normi on 101 325 Pa (760 mm Hg 0 celsiusasteessa). Lisäksi mitä korkeammalla kohde on maan pinnasta, sitä alhaisemmaksi sen ilmanpaine tulee. Joka 8 km se laskee 100 Pa.
Tämän ominaisuuden ansiosta vuoristossa vesi kattiloissa kiehuu paljon nopeammin kuin kotona liedellä. Tosiasia on, että paine vaikuttaa kiehumispisteeseen: sen laskulla jälkimmäinen laskee. Ja päinvastoin. Tälle kiinteistölle on rakennettu tällaisten keittiölaitteiden, kuten painekattilan ja autoklaavin, työ. Paineen nousu niiden sisällä edistää korkeampien lämpötilojen muodostumista astioissa kuin tavallisissa lieden pannuissa.
Ilmanpaineen laskemiseen käytetään barometristä korkeuskaavaa. Se näyttää alla olevalta valokuvalta.
P on haluttu arvo korkeudessa, P 0 on ilman tiheys lähellä pintaa, g on vapaan pudotuksen kiihtyvyys, h on korkeus maan yläpuolella, m on kaasun moolimassa, t on järjestelmän lämpötila , r on yleinen kaasuvakio 8,3144598 J⁄ ( mol x K) ja e on Eclair-luku, joka on yhtä suuri kuin 2,71828.
Usein yllä olevassa ilmakehän paineen kaavassa käytetään R:n sijaan K - Boltzmannin vakiota. Universaali kaasuvakio ilmaistaan usein tuotteena Avogadro-luvulla. Laskennassa on helpompaa, kun hiukkasten lukumäärä on annettu mooliina.
Laskelmia tehtäessä kannattaa aina ottaa huomioon ilman lämpötilan muutosten mahdollisuus säätilanteen muutoksesta tai merenpinnan yläpuolelle noustessa sekä maantieteellinen leveysaste.
Mittari ja tyhjiö
Ilmanpaineen ja mitatun ympäristön paineen välistä eroa kutsutaan ylipaineeksi. Arvon nimi muuttuu tuloksesta riippuen.
Jos se on positiivinen, sitä kutsutaan ylipaineeksi.
Jos saatu tulos on miinusmerkillä, sitä kutsutaan tyhjiömittariksi. On syytä muistaa, että se ei voi olla enempää kuin barometrinen.
ero
Tämä arvo on paine-ero eri mittauspisteissä. Yleensä sitä käytetään minkä tahansa laitteen painehäviön määrittämiseen. Tämä koskee erityisesti öljyteollisuutta.
Selvitettyään, millaista termodynaamista määrää kutsutaan paineeksi ja minkä kaavojen avulla se löydetään, voimme päätellä, että tämä ilmiö on erittäin tärkeä, ja siksi tieto siitä ei koskaan ole tarpeetonta.
>> Paine ja paineen voima
Internet-sivustojen lukijoiden lähettämä
Kokoelma fysiikan oppituntien tiivistelmiä, tiivistelmiä koulun opetussuunnitelman aiheesta. Kalenterin teemasuunnittelu, fysiikan luokka 7 verkossa, fysiikan kirjoja ja oppikirjoja. Opiskelija valmistautuu oppitunnille.
