तरल या गैस पर लगाया गया दबाव तरल या गैस में किसी भी बिंदु पर अपरिवर्तित होता है। वायुमंडलीय दबाव

पाठ: पास्कल का नियम

इस पाठ का अध्ययन करने के बाद, आप जानेंगे कि तरल पदार्थ अपने ऊपर लगाए गए दबाव को कैसे स्थानांतरित करते हैं।

विषय: ठोस, तरल और गैसों का दबाव

पाठ: पास्कल का नियम

1. याद कीजिए कि पदार्थ के अणु कैसे गति करते हैं

पास्कल के गैस दाब के नियम के अध्ययन की ओर सीधे आगे बढ़ने से पहले, आइए याद करें कि ठोस, द्रव और गैस के अणु कैसे गति करते हैं (चित्र 1)।

चावल। 1. ठोस, तरल और गैसीय निकायों की आणविक संरचना

ठोसों के अणु अपनी साम्यावस्था की स्थिति के चारों ओर दोलन करते हैं, जबकि द्रवों और गैसों के अणुओं को गति करने की सापेक्ष स्वतंत्रता होती है। वे एक दूसरे के सापेक्ष आगे बढ़ सकते हैं। यह तरल और गैस अणुओं की गति में यह विशेषता है जो किसी तरल या गैस पर लगाए गए दबाव को न केवल बल की दिशा में, बल्कि सभी दिशाओं में प्रसारित करने की अनुमति देता है। आइए हम इस प्रक्रिया का और अधिक विस्तार से, चरण दर चरण विश्लेषण करें।

2. गैसों और तरल पदार्थों द्वारा दबाव का संचरण

एक सिलेंडर पर विचार करें जिसमें एक गैस है (उदाहरण के लिए, हवा) और जो एक चल पिस्टन द्वारा बंद है। यह हो सकता है, उदाहरण के लिए, एक चिकित्सा सिरिंज, जिसकी नोक को एक छोर पर सील ट्यूब के साथ बंद कर दिया गया था ताकि हवा सिरिंज से बाहर न निकल सके (चित्र 2)।

चावल। 2. वायु संपीड्यता का प्रदर्शन

यदि आप सिरिंज प्लंजर पर कुछ बल के साथ कार्य करते हैं, तो यह नीचे की ओर जाएगा। नतीजतन, सिरिंज में निहित गैस की मात्रा कम हो जाएगी। दूसरी ओर, पिस्टन पर लगने वाले बल को बढ़ाकर हम गैस पर लगने वाले दबाव को बढ़ा देते हैं। इस मामले में सिरिंज के अन्य हिस्सों में गैस के दबाव का क्या होता है जो पिस्टन से सटे नहीं होते हैं?

चावल। 3. गतिमान पिस्टन के नीचे गैस के अणुओं का वितरण

सिलेंडर में गैस के अणु बेतरतीब ढंग से चलते हैं, लेकिन औसतन वे समान रूप से इसके आयतन (चित्र 3 ए) पर वितरित होते हैं। दीवारों पर, सिलेंडर के नीचे और पिस्टन पर गैस का दबाव अणुओं के प्रभाव के कारण होता है।

पिस्टन को नीचे ले जाएँ (चित्र 3ख)। पहले क्षण में, पिस्टन के तत्काल आसपास के गैस के अणुओं के बीच की दूरी कम हो जाएगी, पिस्टन से सटे आणविक परतें एक दूसरे के पास पहुंचेंगी। पिस्टन पर अणुओं के टकराने की संख्या बढ़ जाएगी, यानी पिस्टन पर गैस का दबाव बढ़ जाएगा। बेलन के शेष भागों में अणुओं के बीच की औसत दूरी नहीं बदलेगी, क्योंकि अणुओं को गति करने में कुछ समय लगता है।

कुछ बहुत ही कम समय के बाद, गैस के अणु, आपस में और बर्तन की दीवारों के साथ टकराव के कारण, पुनर्वितरित हो जाएंगे ताकि उनके बीच की औसत दूरी फिर से बर्तन के सभी हिस्सों में समान हो जाए। हालाँकि, चूंकि सीलबंद सिलेंडर में अणुओं की कुल संख्या नहीं बदली है, और सिलेंडर का आयतन छोटा हो गया है, अब अणुओं के बीच की औसत दूरी अब कम हो जाएगीपिस्टन को स्थानांतरित करने से पहले (चित्र। 3c)। दूसरे शब्दों में, गैस के अणुओं का घनत्व बढ़ जाएगा। और यह, बदले में, पोत की दीवारों पर अणुओं के प्रभाव की संख्या में वृद्धि की ओर जाता है। पोत के सभी भागों में, और न केवल पिस्टन के पास। तदनुसार, पिस्टन द्वारा गैस पर डाला गया दबाव गैस के सभी बिंदुओं पर प्रसारित होता है।

तरल अणुओं के व्यवहार के विश्लेषण से पता चलता है कि तरल पदार्थ उसी तरह व्यवहार करते हैं।

3. पास्कल का नियम

तरल या गैस पर लगाया गया दबाव तरल या गैस में किसी भी बिंदु पर अपरिवर्तित होता है।

इस कथन को पास्कल का नियम कहते हैं।

पास्कल के नियम की वैधता को पास्कल की गेंद नामक उपकरण का उपयोग करके प्रदर्शित किया जा सकता है। यह एक गेंद है जिसकी पूरी सतह पर छोटे-छोटे छेद होते हैं। गेंद एक चल पिस्टन द्वारा बंद सिलेंडर से जुड़ी होती है। डिवाइस पानी या धुएं से भर गया है। जब पिस्टन पर एक बल लगाया जाता है, तरल या धुएँ के रंग की हवा गेंद के सभी छिद्रों से बाहर निकलती है, न कि केवल पिस्टन के विपरीत स्थित छिद्रों से (चित्र 4)।

चावल। 4. पास्कल की गेंद

4. पास्कल के नियम के अनुप्रयोग

पास्कल के नियम द्वारा वर्णित तरल पदार्थ और गैसों की संपत्ति का व्यापक रूप से प्रौद्योगिकी और हमारे दैनिक जीवन में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि पास्कल का नियम पूरा नहीं हुआ, तो जल आपूर्ति प्रणाली, तेल और गैस पाइपलाइन बनाना असंभव होगा। आखिरकार, उपभोक्ताओं के रास्ते में पानी और गैस पाइप बड़ी संख्या में मोड़ का अनुभव करते हैं, लेकिन, फिर भी, पंपों द्वारा पानी, तेल या गैस पंप करने वाले दबाव को पंप से गंतव्य तक अपरिवर्तित किया जाता है। रेलवे पर ट्रेन ब्रेकिंग सिस्टम या इलेक्ट्रिक ट्रेनों और सबवे पर डोर ओपनिंग सिस्टम भी पास्कल के नियम की बदौलत काम करते हैं।

कल्पना करने की कोशिश करें कि अगर पाइप में तरल या गैस के बजाय रेत होती तो क्या होता!.. आखिरकार, यह पास्कल के नियम का पालन नहीं करता है।

ग्रन्थसूची

1. ए वी पेरीस्किन, भौतिकी। 7 सेल - 14वां संस्करण, स्टीरियोटाइप। - एम .: बस्टर्ड, 2010।

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3. लुकाशिक वी.आई., इवानोवा ई.वी. शैक्षणिक संस्थानों के ग्रेड 7-9 के लिए भौतिकी में समस्याओं का संग्रह। - 17 वां संस्करण। - एम।: शिक्षा, 2004।

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"तरल दबाव" - शब्दकोश। गेटवे। मैनोमीटर गैसों या तरल पदार्थों के दबाव को मापने के लिए एक उपकरण है। . तरल पदार्थ। P1= P2 = P3, क्योंकि एच = कास्ट और एस = कास्ट एफडी> पी एफएफडी = पीजेड एफडी< pж. Содержание. Давление. Сообщающиеся сосуды-сосуды, имеющие между собой канал, заполненный жидкостью. 1) Водомерное стекло. 2) Артезианский колодец. 3) Шлюзы.

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यह वही है पास्कल का नियम।

इस नियम के अनुसार द्रवों और गैसों के अन्दर दाब सभी संभव दिशाओं में फैल जाता है। इसलिए, तरल पदार्थ और गैसें सभी दिशाओं में दबाव डालती हैं: बाएँ, दाएँ और यहाँ तक कि ऊपर! प्रयोगों से इसकी पुष्टि होती है। आइए उनमें से कुछ पर विचार करें।

एक धागे पर एक कांच की नली और एक हल्की डिस्क लें (चित्र "ए")। धागे को खींचते हुए, हमें नीचे गिरने वाला एक बर्तन मिलता है (चित्र "बी")। इस बर्तन को एक चौड़े गिलास पानी में विसर्जित करें। हैरानी की बात है कि अब नीचे नहीं गिरेगा, भले ही धागा खींचा न जाए (चित्र। "सी")।

> आपको क्यों लगता है कि ऐसा हो रहा है?

ए. ऐसा इसलिए होता है क्योंकि गिलास में पानी की ऊपरी परतें डिस्क के नीचे पानी की परत सहित, अंतर्निहित परतों पर दबाव बनाती हैं। पास्कल के नियम के अनुसार, इस परत के माध्यम से दबाव का संचार होता है और डिस्क पर नीचे से ऊपर की ओर कार्य करता है। इस दबाव का बल डिस्क को सहारा देता है और इसे कांच की नली के किनारों पर दबाता है।

आइए प्रयोग जारी रखें। ट्यूब में इतना रंगा हुआ पानी डालें कि उसका स्तर गिलास में पानी के स्तर से कम हो (चित्र "डी")। हम देखेंगे कि डिस्क गिरती नहीं है।

प्र. डिस्क क्यों नहीं गिरेगी?

A. ऐसा इसलिए होता है क्योंकि डिस्क पर ऊपर की तुलना में नीचे से अधिक दबाव होता है। रंगीन पानी की परत की ऊंचाई बढ़ाएं। डिस्क गिर जाएगी (चित्र "ई")। इसका मतलब यह है कि ऊपर से डिस्क पर रंगीन पानी द्वारा बनाया गया दबाव, गिलास में पानी द्वारा बनाए गए नीचे से दबाव से अधिक हो गया।


पास्कल के नियम का एक दिलचस्प परिणाम है: पोत के आकार और आकार की परवाह किए बिना, समान गहराई पर तरल के अंदर का दबाव समान होता है।

आइए इस कथन को सिद्ध करें।

माना "पोत" एक पानी के नीचे की गुफा के साथ एक समुद्री खाड़ी है। तस्वीर को जरा देखिए। ऐसा लगता है कि गुफा में पानी का दबाव खुले समुद्र के दबाव से कम है। हालांकि, अगर ऐसा होता, तो अधिक दबाव की कार्रवाई के तहत, समुद्र से पानी गुफा में चला जाता, और समुद्र में पानी का स्तर गिरना शुरू हो जाता। अविश्वसनीय, है ना?

इसलिए, चूंकि गुफा के प्रवेश द्वार पर (और समुद्र में भी) पानी आराम से रहता है, तो गुफा में पानी का दबाव खुले समुद्र में पानी के दबाव के बराबर होता है।


Q. क्या ठोस पास्कल के नियम का पालन करते हैं?

ए. नहीं, क्योंकि ठोस पदार्थों में अणुओं की गतिशीलता सीमित होती है।

यह सही है, यदि हम मेज पर कोई भारी वस्तु रखते हैं, तो इस वस्तु का भार इस वस्तु के नीचे के क्षेत्र पर ही दबाव बनाता है, अर्थात। केवल बल की दिशा में।

प्र. आप कौन से मुख्य निष्कर्ष निकाल सकते हैं?

A. द्रव और गैस के अणु बहुत गतिशील होते हैं।

तरल और गैस के अणुओं की गतिशीलता के कारण, वे अपने मूल्य को बदले बिना उन पर उत्पन्न दबाव को सभी बिंदुओं तक पहुंचाते हैं।

कठोर पिंड पास्कल के नियम का पालन नहीं करते हैं।

गैसों, तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों द्वारा दबाव का संचरण। पास्कल का नियम और हाइड्रोलिक मशीनों में इसका अनुप्रयोग

ठोस पिंड उन पर उत्पन्न दबाव को बल की दिशा में संचारित करते हैं। दबाव निर्धारित करने के लिए (पी)बल चाहिए (एफ)सतह के लंबवत अभिनय, सतह क्षेत्र से विभाजित ()- पास्कल में दबाव मापा जाता है: 1 पा = 1 एन/एम 2। तरल और गैस पर लगाया गया दबाव न केवल बल की दिशा में, बल्कि तरल या गैस के हर बिंदु पर प्रसारित होता है। यह गैस और तरल कणों की गतिशीलता के कारण है। पास्कल का नियम। तरल या गैस पर लगाया गया दबाव तरल या गैस के प्रत्येक बिंदु पर अपरिवर्तित होता है।पास्कल की गेंद के प्रयोगों और हाइड्रोलिक मशीनों के संचालन से कानून की पुष्टि होती है। आइए हम इस मशीन के संचालन पर ध्यान दें (चित्र देखें)। एफ1और F2- पिस्टन पर कार्य करने वाले बल, एस 1और एस 2- पिस्टन का क्षेत्र। छोटे पिस्टन के नीचे दबाव। बड़े पिस्टन के नीचे। पास्कल के नियम के अनुसार पी 1 \u003d पी 2, यानी।अर्थात विरामावस्था में द्रव के सभी बिन्दुओं पर दाब समान होता है, या जहाँ से होता है। मशीन जितनी बार बड़े पिस्टन का क्षेत्रफल छोटे वाले के क्षेत्रफल से अधिक होती है उतनी बार ताकत में लाभ देती है। यह स्टील मशीन शाफ्ट, रेलवे पहियों, या तेल मिलों में और हाइड्रोलिक जैक में तेल निचोड़ने के लिए उपयोग किए जाने वाले हाइड्रोलिक प्रेस के संचालन में देखा जाता है।

वायुमंडलीय दबाव। वायुमंडलीय दबाव मापने के लिए उपकरण। पृथ्वी का वायु कवच और मानव जीवन में इसकी भूमिका

वातावरण- पृथ्वी के चारों ओर वायु खोल, कई हजार किलोमीटर की ऊँचाई तक फैला हुआ। गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के कारण पृथ्वी से सटी वायु परत सबसे अधिक संकुचित होती है और उस पर उत्पन्न दबाव को सभी दिशाओं में संचारित करती है। इसके परिणामस्वरूप, पृथ्वी की सतह और उस पर मौजूद पिंड वायुमंडलीय दबाव का अनुभव करते हैं। पहली बार मापा गया वायुमंडलीय दबावइतालवी भौतिक विज्ञानी टोरिसेली ने एक सिरे पर सील की हुई कांच की नली का उपयोग करते हुए पारे से भरा (चित्र देखें)। स्तर पर ट्यूब में दबाव एक पारा स्तंभ ऊंचाई के गुरुत्वाकर्षण द्वारा निर्मित एच = 760 मिमी, उसी समय, वायुमंडलीय दबाव कप में पारा की सतह पर कार्य करता है। ये दबाव एक दूसरे को संतुलित करते हैं। चूंकि पारा स्तंभ को नीचे करने के बाद ट्यूब के ऊपरी भाग में वायुहीन स्थान रहता है, स्तंभ की ऊंचाई को मापकर, आप सूत्र का उपयोग करके वायुमंडलीय दबाव का संख्यात्मक मान निर्धारित कर सकते हैं: पी == 9.8 एन / किग्रा × 13,600 किग्रा / मी 3 × 0.76 मीटर \u003d 101,300 पा \u003d 1013 जीपीए। वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए उपकरण हैं पारा बैरोमीटरऔर बैरोमेट्रैनरॉइड।उत्तरार्द्ध के संचालन का सिद्धांत एक खोखले नालीदार धातु के बक्से को संपीड़ित करने और लीवर की एक प्रणाली के माध्यम से एक तीर-सूचक तक इसके विरूपण को स्थानांतरित करने पर आधारित है। एरोइड बैरोमीटर में दो पैमाने होते हैं: आंतरिक एक मिमी एचजी में स्नातक होता है। कला। (1 मिमी एचजी। कला। = 133.3 पा), बाहरी - किलोपास्कल में। आने वाले दिनों के लिए मौसम की भविष्यवाणी करने के लिए वायुमंडलीय दबाव को जानना बहुत जरूरी है। क्षोभ मंडल(वायुमंडल की निचली परत) नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प के एक सजातीय मिश्रण के प्रसार के कारण है। गैसों का यह मिश्रण पृथ्वी पर सभी जीवन के सामान्य कामकाज का समर्थन करता है। वातावरण में हानिकारक उत्सर्जन पर्यावरण को प्रदूषित करते हैं। उदाहरण के लिए, चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में दुर्घटना, परमाणु पनडुब्बियों पर दुर्घटनाएं, औद्योगिक उद्यमों से वायुमंडलीय उत्सर्जन आदि।

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