Obiective:
- Educational: să formeze idei generale despre presiune, forță de presiune, formarea deprinderilor practice de calculare a presiunii;
- În curs de dezvoltare: dezvoltarea abilităților experimentale, gândirea logică, fundamentarea propriilor afirmații, dezvoltarea abilităților de lucru în echipă, justifică necesitatea creșterii sau scăderii presiunii;
- Educational: formarea abilităților de muncă independentă, cultivarea dorinței de a învăța, capacitatea de a munci din greu, cultivarea simțului colectivismului atunci când se lucrează în perechi.
Tipul de lecție în cauză: învăţarea de materiale noi.
Formularul lecției: lecție combinată.
Locul lecției în curriculum. Subiectul „presiunea și forța presiunii” este discutat în secțiunea „Presiunea solidelor, lichidelor și gazelor”. Acest subiect este primul din secțiune și este cel mai interesant pentru studenți (deoarece există o mare legătură între materialul studiat și viață, tehnologie), așa că este nevoie de 2 ore pentru a studia acest subiect. Conținutul principal al materialului studiat este stabilit de curriculum și de conținutul minim obligatoriu al educației în fizică.
Metode:verbal, vizual, practic.
Echipament:
- stand-expoziție de scule de tăiere și perforare;
- prezentare in Power Point, dinamometre de laborator, bare, rigle, butoane.
Planul lecției:
| 1. Etapa organizarii inceputului lectiei - | 1 minut. |
| 2. Etapa de pregătire pentru asimilarea activă și conștientă a noului material - | 7 min. |
| 3. Etapa de asimilare a noilor cunoștințe (forța de presiune, formula de presiune, unități de presiune) - | 20 de minute. |
| 4. Călătorie în biologie - | 6 min. |
| 5. Lumea tehnologiei - | 6 min. |
| 6. „Scrisori familiare” - | 2 minute. |
| 7. Sarcini experimentale. - | 15 minute. |
| 8. Sarcini de testare. - | 13 min. |
| 9. Rezumând - | 5 minute. |
| 10. Tema pentru acasă. - | 5 minute. |
Epigraf la lecție: „Cunoașterea este numai atunci cunoaștere atunci când este dobândită prin eforturile gândirii, nu prin memorie” (AN Tolstoi).
În timpul orelor
1. Etapa organizarii lectiei.
2. Etapa de pregătire pentru asimilarea activă și conștientă a materialului.
Profesorul atrage atenția elevilor asupra ilustrației lucrării lui Mamin-Sibiryak „Gâtul gri” (vezi Slide nr. 1 al prezentării) și citește un fragment din această lucrare: „... Vulpea a venit cu adevărat câteva zile mai târziu, s-a așezat pe mal și a vorbit din nou:
Mi-ai fost dor de tine, rață... Vino aici; Dacă nu vrei, vin eu însumi la tine. Nu sunt timid...
Și Vulpea a început să se târască cu grijă peste gheață până la gaură. Inima lui Grey Sheika s-a scufundat…”.
Întrebare. De ce s-a târât vulpea cu grijă pe gheață? (Ascultă răspunsurile)
Profesor. Pentru a răspunde la această întrebare, trebuie să vă familiarizați cu subiectul „Presiunea și forța presiunii”. Cuvântul „presiune” vă este bine cunoscut. Înțelegi sensul următoarelor propoziții:
- Presiunea scade brusc, sunt posibile precipitații.
- Fundașii echipei dinamoviste nu au rezistat presiunii atacatorilor de la Spartak.
- Tensiunea arterială a pacientului a crescut brusc.
- „Nautilus” a alunecat în adâncurile fără fund, în ciuda presiunii enorme a mediului extern.
- „A fost o femeie”, a spus comisarul Maigret, „numai tocurile subțiri ale pantofilor de damă puteau produce atât de multă presiune.
În toate aceste propoziții, cuvântul „presiune” este folosit în diferite situații și are semnificații diferite. Vom lua în considerare presiunea din punct de vedere al fizicii. Pentru a face acest lucru, invitați un asistent la lecție.
Copiii doreau miere - pieri, viscol și furtuni de zăpadă,
Pentru ca o albină bună să viziteze lecția.
Astăzi personajul principal al lecției noastre va fi o albină.
Profesor. Luați în considerare un exemplu (un buton pe o petală): un băiat se rostogolește pe munte pe zăpadă proaspăt căzută, cade brusc, iar schiurile se rostogolesc în jos. După ce se ridică în picioare, băiatul coboară după schiuri, în timp ce picioarele îi sunt adânc blocate în zăpadă.
Întrebare: de ce un baiat pe schiuri nu cade in zapada, ci nu reuseste fara schiuri? Elevii concluzionează că în ambele cazuri băiatul acționează asupra zăpezii cu aceeași forță, dar rezultatul acțiunii forței este diferit, prin urmare (profesorul conduce la gândire) rezultatul acțiunii depinde și de o anumită cantitate.
Profesor: Ce s-a schimbat de la căderea băiatului? Elevii concluzionează că zona de sprijin a băiatului pe zăpadă s-a schimbat. Când un băiat este pe schiuri, aria de sprijin este mai mare decât fără schiuri.
Profesor: Efectul forței depinde de:
1 – valorile forței de presiune;
2 - suprafata, perpendiculara pe care actioneaza forta de presiune.
(Elevii lucrează cu OK.)
Profesor: Valoarea care arată cât de multă forță de presiune acționează asupra fiecărei unități de suprafață se numește presiune.
P - presiune
F d - forța de presiune
S- amprenta la sol.
– pentru a obține presiune, trebuie să împărțim forța de presiune asupra zonei!
Să facem o analiză calitativă a acestei formule.
Intrebarea 1. Forța de presiune nu se schimbă, dar aria de sprijin crește. Cum se va schimba presiunea? De ce? ( Presiunea va scădea, deoarece presiunea este invers proporțională cu suprafața).
Intrebarea 2. Zona de sprijin nu se schimbă, dar forța de presiune crește. Cum se va schimba presiunea? De ce? ( Presiunea va crește pe măsură ce presiunea este direct proporțională cu presiunea).
Elevii concluzionează că pentru aceeași forță, presiunea este mai mare atunci când aria de sprijin este mai mică și, invers, cu cât aria de sprijin este mai mare, cu atât presiunea este mai mică.
Profesor:
Scopul tău este să pătrunzi în corp - reduce suportul la zero.
Mergând la o plimbare în pădure iarna, mărești sprijinul S.
(Pentru a stăpâni sensul formulei pentru presiunea unui corp solid).
Pentru a crea imagini vizuale, profesorul prezintă elevilor diversele presiuni întâlnite în tehnologie, natură și viața de zi cu zi (tabelul 6 p. 84 Manual de fizică - 7 celule)
Elevii lucrează cu OK (lucrează cu un triunghi).
Intrebarea 1. Cum puteți găsi forța de presiune, cunoscând presiunea și suprafața pe care se aplică forța? (F d \u003d p * S)
Intrebarea 2. Cum să găsiți aria suprafeței pe care se aplică forța, cunoscând forța de presiune? (S=F d/p)
Profesor. Să derivăm unitatea de presiune. (Albina de pe diapozitiv zboară spre a doua petală cu un clic de mouse).
| Dat: | |
| S=1m2 | |
| F d \u003d 1H |
|
| p-? |
1 Pa este presiunea produsă de o forță de presiune de 1 N care acționează pe o suprafață de 1 m 2 perpendiculară pe această suprafață.
1 hPa - 100 Pa
1 kPa - 1000 Pa
1 MPa - 1000 000 Pa
Întrebare. Ce înseamnă intrarea: p \u003d 15.000 Pa, p \u003d 5000 Pa? (15.000 Pa este presiunea produsă de o forță de presiune de 15.000 N care acționează pe o suprafață de 1 m 2 perpendicular pe această suprafață.)
Profesor.
Mări și deșerturi, Pământ și Lună
Lumina soarelui și zăpada unei avalanșe...
Natura este complexă, dar Natura este una.
Legile naturii sunt una!
Să facem o călătorie în biologie (albina de pe diapozitiv zboară spre a treia petală cu un clic de mouse).
Există piranha în Amazon
Arată ca un pește.
Dacă bagi degetul în apă
Gustați-l instantaneu.
Întrebare: De ce poate un piranha să muște degetul unei persoane?
Aici este o cămilă, și pe o cămilă
Cară bagajele și oamenii pleacă.
Trăiește în deșert
Mănâncă tufișuri fără gust
Lucrează tot anul...
De ce oamenii poartă bagaje și călătoresc pe o cămilă?
(Suprafața membrelor cămilei este mare, iar presiunea exercitată asupra nisipului este mică, astfel încât cămila nu se scufundă în nisip.)
Arici supărat, arici cenușiu,
Unde te duci, spune-mi?
Ești atât de înțepător încât nu poți să-ți iei mâna!
De ce este ariciul înțepător?
(Suprafața acelor este mică și presiunea este mare.)
Albina este un muncitor binecunoscut,
Oferă oamenilor miere și ceară,
Și dușmanii vor arăta o înțepătură,
Va fi amintit un an întreg!
De ce înțepătura unei albine pune atât de multă presiune pe pielea umană? (Înțepătura unei albine are o suprafață mică, iar presiunea exercitată asupra pielii umane este mare.)
Odată un trandafir a fost întrebat:
De ce, fermecând ochiul,
Sunteți spini înțepători
Ne zgarieți tare?
(Suprafața spinilor de trandafir este mică, dar presiunea este mare.)
Să revenim la eroii din „Gâtul Gri”. De ce s-a târât vulpea cu grijă pe gheață? (Vulpea a ales acest mod de locomoție pentru a crește suprafața și a reduce presiunea exercitată asupra gheții.)
Profesor: Vulpea vicleană știa formula presiunii! Suntem convinși de validitatea acestei formule în natură - ace, merișoare, gheare, dinți, colți, înțepături. Dar. „Sufletul științei este aplicarea practică a descoperirilor sale” (W. Thomson).
Să facem un tur al lumii tehnologiei.(Albina zboară spre a patra petală cu un clic de mouse.)
Știm că, cu cât suprafața de sprijin este mai mare, cu atât presiunea produsă de o forță dată este mai mică și, invers, cu o scădere a ariei de sprijin (cu o forță constantă), presiunea crește. Prin urmare, în funcție de dacă doriți să obțineți o presiune mică sau mare, aria de sprijin este mărită sau micșorată. (Elevii lucrează cu OK - moduri de a schimba presiunea). Anvelopele pentru camioane și șasiul avioanelor sunt mult mai late decât mașinile de pasageri. Anvelopele deosebit de largi sunt fabricate pentru mașinile concepute pentru a călători în deșerturi. Vehiculele grele, cum ar fi un tractor, un tanc sau un vehicul de mlaștină, pot circula prin teren mlăștinos prin care nu este întotdeauna posibil să treacă o persoană. De ce? (Mașinile grele, cu o amprentă mare, exercită o presiune mică.)
Profesorul atrage atenția elevilor asupra expoziției de obiecte și unelte de tăiat și străpuns.
Întrebare: De ce uneltele de tăiere și înjunghiere exercită atât de multă presiune asupra corpului? (Suprafața instrumentelor de tăiere și perforare este mică, iar presiunea este mare.)
Profesor. Suntem convinși de validitatea formulei de presiune în natură și tehnologie (O albină zboară spre a cincea petală cu un clic de șoarece).
Jocul „Scrisori familiare”.
Literele sunt scrise pe tablă - denumiri de cantități fizice: p, m, F, l, V. Sarcina ta: după ce ai ascultat proverbe, pune-le în concordanță cu una dintre aceste valori.
Proverbe:
- Crima va iesi.
- Nu poți ridica un arici cu mâinile goale.
- Nu baga degetul in gura.
(Presiune)
Profesor.„Cunoașterea care nu se naște din experiență, mama oricărei certitudini, este zadarnică și plină de erori.” (O albină zboară spre a 6-a petală cu un clic de mouse.)
Sarcini experimentale.
1. O sarcină. Apăsând butonul în placă, acționăm asupra acestuia cu o forță de 50N, aria vârfului butonului este de 0,000 001 m 2. Determinați presiunea produsă de buton.
| Dat: | |
| F d \u003d 50N |
[p]=Pa. |
| S=0,000 001 m2 | |
| p=? |  (Pa) |
Răspuns: 50 MPa.
2. Calculați presiunea unui corp rigid pe un suport. (Lucrați în perechi.)
Dotare: dinamometru, riglă de măsurare, bloc de lemn.
Ordinea lucrării.
- Măsurați forța de presiune a barei pe masă (greutatea barei).
- Măsurați lungimea, lățimea și înălțimea barei.
- Folosind toate datele obținute, calculați ariile celor mai mari și mai mici fețe ale barei.
- Calculați presiunea pe care o produce bara pe masa cu cele mai mici și mai mari fețe.
- Notează rezultatele într-un caiet.
- Formați o concluzie pe baza rezultatelor obținute.
Elevii scriu rezultatele experimentelor pe tablă și trag o concluzie despre dependența presiunii de suprafața suportului.
Profesor.
Pentru a tine albina pe drum
Nevoia de a dobândi cunoștințe.
Deschidem frunzele
Și noi facem treaba.
(Albina zboară spre a 7-a petală cu un clic de mouse.) „Sarcini de testare”.
Rezumatul lecției
- Ce cantitate fizică ați întâlnit astăzi la lecție?
- Ce forță se numește forță de presiune?
- Ce este presiunea?
- Unități de presiune?
- Unități de presiune în SI?
Notele lecției: Rezultatele testelor, jetoanele sunt luate în considerare.
Se afișează nota finală pentru lecție. Profesorul atrage atenția elevilor asupra epigrafului lecției.
Teme pentru acasă:§32b33; p.85 (sarcină experimentală).
Sarcină suplimentară.„De ce sunt obiectele ascuțite înțepătoare. Like Leviathan”, Fizică distractivă. Ya.I. Perelman.
Lista literaturii folosite.
- Fizica - 7 celule. S.V. Gromov, N.A. Rodina. Moscova. „Iluminismul”, 2000
- Lecție de fizică în școala modernă. Căutare creativă pentru profesori. Compilat de E.M. Braverman, editat de V.G. Razumovsky. Moscova, Iluminismul, 1993
- Verificarea cunoștințelor elevilor la fizică (clasele 6-7) A.V. Postnikov, Moscova, „Iluminismul”, 1986
- Ziarul „Fizica” nr. 45, 2004
- Jurnalul „Fizica la școală” nr. 8, 2002
- Cititor în literatură. 1-4 celule Rostov-pe-Don. SA „Kniga”, 1997
DEFINIȚIE
Presiune este o mărime fizică scalară egală cu raportul dintre modulul care acționează perpendicular pe suprafață și aria acestei suprafețe:
Forța aplicată perpendicular pe suprafața corpului, sub acțiunea căreia corpul este deformat, se numește forță de presiune. Orice forță poate acționa ca o forță de presiune. Aceasta poate fi o forță care apasă un corp pe suprafața altuia sau greutatea unui corp care acționează asupra unui suport (Fig. 1).
Orez. 1. Determinarea presiunii
Unități de presiune
În sistemul SI, presiunea este măsurată în pascali (Pa): 1 Pa \u003d 1 N / m 2
Presiunea nu depinde de orientarea suprafeței.
Sunt adesea folosite unități în afara sistemului: atmosferă normală (atm) și milimetru de mercur (mm Hg): 1 atm = 760 mm Hg = 101325 Pa
Evident, în funcție de suprafață, aceeași forță de presiune poate exercita o presiune diferită asupra acestei suprafețe. Această relație este adesea folosită în tehnologie pentru a crește sau, dimpotrivă, a reduce presiunea. Design-urile rezervoarelor și tractoarelor prevăd reducerea presiunii la sol prin creșterea suprafeței cu ajutorul unui antrenament cu omidă. Același principiu stă la baza designului schiurilor: pe schiuri, o persoană alunecă cu ușurință pe zăpadă, totuși, după ce a scos schiurile, cade imediat în zăpadă. Lama instrumentelor de tăiere și perforare (cuțite, foarfece, freze, ferăstrău, ace etc.) este ascuțită special: o lamă ascuțită are o suprafață mică, astfel încât chiar și o forță mică creează multă presiune și este ușor de lucrat cu un astfel de instrument.
Exemple de rezolvare a problemelor
EXEMPLUL 1
| Exercițiu | O persoană apasă pe o lopată cu o forță de 400 N. Ce presiune exercită o lopată asupra solului dacă lama ei are 20 cm lățime și muchia de tăiere are o grosime de 0,5 mm? |
| Soluţie | Presiunea pe care o exercită o lopată asupra solului este determinată de formula: Suprafața lopeții care este în contact cu solul: unde este lățimea lamei, este grosimea muchiei de tăiere. Prin urmare, presiunea lopeții pe sol: Să convertim unitățile în sistemul SI: latimea lamei: cm m; grosimea incizală mm m. Calculați: Pa MPa |
| Răspuns | Presiunea lopeții pe sol este de 4 MPa. |
EXEMPLUL 2
| Exercițiu | Aflați muchia unui cub de aluminiu dacă acesta exercită o presiune de 70 Pa pe masă. |
| Soluţie | Presiunea cubului pe masă: Forța de presiune în acest caz este greutatea cubului, deci putem scrie: Dat fiind și volumul cubului la rândul său: |
FIZICĂ. 1. Tema si structura fizicii F. stiinta care studiaza cel mai simplu si in acelasi timp cel mai mult. proprietăţile generale şi legile de mişcare ale obiectelor lumii materiale care ne înconjoară. Ca urmare a acestei generalități, nu există fenomene naturale care să nu aibă fizic. proprietati... Enciclopedia fizică
FIZICĂ- o știință care studiază cele mai simple și în același timp cele mai generale legi ale fenomenelor naturale, structura materiei și legile mișcării ei. Conceptele lui F. și legile sale stau la baza tuturor științelor naturale. F. aparține științelor exacte și studiază cantitățile... Enciclopedia fizică
FIZICĂ- FIZICA, știință care studiază, împreună cu chimia, legile generale ale transformării energiei și materiei. Ambele științe se bazează pe două legi de bază ale științei naturii - legea conservării masei (legea lui Lomonosov, Lavoisier) și legea conservării energiei (R. Mayer, Jaul ... ... Marea Enciclopedie Medicală
fizica stelelor- Fizica stelară este una dintre ramurile astrofizicii care studiază latura fizică a stelelor (masă, densitate, ...). Cuprins 1 Dimensiuni, mase, densitate, luminozitate a stelelor 1.1 Masa stelelor ... Wikipedia
Fizică- I. Subiectul și structura fizicii Fizica este o știință care studiază cele mai simple și în același timp cele mai generale tipare ale fenomenelor naturale, proprietățile și structura materiei și legile mișcării ei. Prin urmare, conceptele lui F. și legile sale stau la baza tuturor ... ...
Presiune ridicata- în sens larg, presiunea care depășește presiunea atmosferică; în sarcini tehnice și științifice specifice, presiunea care depășește valoarea caracteristică fiecărei sarcini. La fel de convențional găsită în literatură este subdiviziunea din D. sec. la mare și ...... Marea Enciclopedie Sovietică
FIZICĂ- (din greaca veche physis nature). Anticii numeau fizică orice studiu al lumii înconjurătoare și al fenomenelor naturale. Această înțelegere a termenului de fizică a fost păstrată până la sfârșitul secolului al XVII-lea. Mai târziu, au apărut o serie de discipline speciale: chimia, care studiază proprietățile ... ... Enciclopedia Collier
FIZICA PRESIUNII ÎNALTE- studiul influenţei exercitate asupra materiei de presiuni foarte mari, precum şi realizarea de metode de obţinere şi măsurare a unor astfel de presiuni. Istoria dezvoltării fizicii de înaltă presiune este un exemplu uimitor al unui progres neobișnuit de rapid în știință, ...... Enciclopedia Collier
Fizica stării solide- Fizica stării solide este o ramură a fizicii stării condensate, a cărei sarcină este de a descrie proprietățile fizice ale solidelor din punctul de vedere al structurii lor atomice. S-a dezvoltat intens în secolul al XX-lea după descoperirea mecanicii cuantice. ... ... Wikipedia
Fizica temperaturilor scazute- Cuprins 1 Metode de producere 1.1 Evaporarea lichidelor ... Wikipedia
Cărți
- Fizică. clasa a 7-a. Caiet de lucru pentru manualul lui A. V. Peryshkin. Vertical. Standardul educațional de stat federal, Hannanova Tatyana Andreevna, Khannanov Nail Kutdusovich, manualul este o parte integrantă a Metodelor de predare a lui A. V. Peryshkin „Fizica. Clasele 7-9”, care a fost revizuită în conformitate cu cerințele noului standard educațional de stat federal. ... Categorie: Fizica. Astronomie (clasele 7-9) Seria: Fizica Editura: Drofa, Cumpărați pentru 228 de ruble
- Fizică Clasa a VII-a Caiet de lucru pentru manualul A. V. Peryshkin, Khannanova T., Khannanov N., Manualul este parte integrantă din materialele didactice ale lui A. V. Peryshkin „Fizica. Clasele 7-9”, care a fost revizuită în conformitate cu cerințele noului standard educațional de stat federal. În... Categorie:
Presiunea este o mărime fizică care joacă un rol deosebit în natură și viața umană. Acest fenomen, insesizabil pentru ochi, nu afectează doar starea mediului, ci este și foarte bine simțit de toată lumea. Să ne dăm seama ce este, ce tipuri există și cum să găsim presiunea (formula) în diferite medii.
Ceea ce se numește presiune în fizică și chimie
Acest termen se referă la o mărime termodinamică importantă, care este exprimată ca raport dintre forța de presiune exercitată perpendicular și suprafața pe care acționează. Acest fenomen nu depinde de dimensiunea sistemului în care funcționează și, prin urmare, se referă la cantități intensive.
Într-o stare de echilibru, presiunea este aceeași pentru toate punctele din sistem.
În fizică și chimie, acest lucru este notat cu litera "P", care este o abreviere pentru numele latin al termenului - pressūra.
Dacă vorbim despre presiunea osmotică a unui lichid (echilibrul dintre presiunea din interiorul și din exteriorul celulei), se folosește litera „P”.
Unități de presiune
Conform standardelor sistemului internațional SI, fenomenul fizic luat în considerare se măsoară în pascali (în chirilic - Pa, în latină - Ra).
Pe baza formulei de presiune, se dovedește că un Pa este egal cu un N (newton - împărțit la un metru pătrat (o unitate de suprafață).
Cu toate acestea, în practică, este destul de dificil să folosiți pascali, deoarece această unitate este foarte mică. În acest sens, pe lângă standardele sistemului SI, această valoare poate fi măsurată într-un mod diferit.
Mai jos sunt cei mai faimoși analogi ai săi. Cele mai multe dintre ele sunt utilizate pe scară largă în fosta URSS.
- baruri. Un bar este egal cu 105 Pa.
- Torres, sau milimetrii de mercur. Aproximativ un Torr corespunde la 133,3223684 Pa.
- milimetri de coloană de apă.
- Metri de coloană de apă.
- atmosfere tehnice.
- atmosfere fizice. Un atm este egal cu 101.325 Pa și 1,033233 at.
- Kilogram-forță pe centimetru pătrat. Există, de asemenea, tonă-forță și gram-forță. În plus, există o liră-forță analogică pe inch pătrat.
Formula generală de presiune (fizică clasa a VII-a)
Din definirea unei mărimi fizice date, se poate determina metoda de găsire a acesteia. Arată ca în fotografia de mai jos.
În ea, F este forța, iar S este aria. Cu alte cuvinte, formula pentru găsirea presiunii este forța sa împărțită la suprafața pe care acționează.
Se mai poate scrie astfel: P = mg / S sau P = pVg / S. Astfel, această mărime fizică este legată de alte variabile termodinamice: volum și masă.
Pentru presiune se aplică următorul principiu: cu cât spațiul afectat de forță este mai mic, cu atât este mai mare forța de apăsare pe care o are. Dacă totuși aria crește (cu aceeași forță) - valoarea dorită scade.
Formula presiunii hidrostatice
Diferitele stări agregate ale substanțelor asigură prezența proprietăților lor care sunt diferite unele de altele. Pe baza acestui fapt, metodele de determinare a P în ele vor fi și ele diferite.
De exemplu, formula pentru presiunea apei (hidrostatică) arată astfel: P = pgh. Se aplică și gazelor. În același timp, nu poate fi folosit pentru calcularea presiunii atmosferice, din cauza diferenței de altitudini și densități ale aerului.
În această formulă, p este densitatea, g este accelerația gravitațională și h este înălțimea. Pe baza acestui fapt, cu cât obiectul sau obiectul se scufundă mai adânc, cu atât presiunea exercitată asupra acestuia în interiorul lichidului (gazului) este mai mare.
Varianta luată în considerare este o adaptare a exemplului clasic P = F / S.
Dacă ne amintim că forța este egală cu derivata masei prin viteza de cădere liberă (F = mg), iar masa lichidului este derivata volumului prin densitate (m = pV), atunci formula presiunii poate fi scris ca P = pVg / S. În acest caz, volumul este aria înmulțită cu înălțimea (V = Sh).
Dacă introduceți aceste date, se dovedește că aria din numărător și numitor poate fi redusă, iar rezultatul este formula de mai sus: P \u003d pgh.
Având în vedere presiunea din lichide, merită să ne amintim că, spre deosebire de solide, curbura stratului de suprafață este adesea posibilă în ele. Și aceasta, la rândul său, contribuie la formarea unei presiuni suplimentare.
Pentru astfel de situații, se utilizează o formulă de presiune ușor diferită: P \u003d P 0 + 2QH. În acest caz, P 0 este presiunea unui strat necurbat, iar Q este suprafața de tensiune a lichidului. H este curbura medie a suprafeței, care este determinată de Legea lui Laplace: H \u003d ½ (1 / R 1 + 1 / R 2). Componentele R1 și R2 sunt razele curburii principale.
Presiunea parțială și formula ei
Deși metoda P = pgh este aplicabilă atât lichidelor, cât și gazelor, este mai bine să calculați presiunea în acestea din urmă într-un mod ușor diferit.
Cert este că în natură, de regulă, substanțele absolut pure nu sunt foarte comune, deoarece în ea predomină amestecurile. Și acest lucru se aplică nu numai lichidelor, ci și gazelor. Și după cum știți, fiecare dintre aceste componente exercită o presiune diferită, numită presiune parțială.
Definirea acestuia este destul de ușoară. Este egală cu suma presiunii fiecărui component al amestecului luat în considerare (gazul ideal).
Rezultă de aici că formula de presiune parțială arată astfel: P \u003d P 1 + P 2 + P 3 ... și așa mai departe, în funcție de numărul de componente constitutive.
Există adesea cazuri când este necesar să se determine presiunea aerului. Cu toate acestea, unii efectuează în mod eronat calcule numai cu oxigen conform schemei P = pgh. Dar aerul este un amestec de gaze diferite. Conține azot, argon, oxigen și alte substanțe. Pe baza situației actuale, formula presiunii aerului este suma presiunilor tuturor componentelor sale. Deci, ar trebui să luați P \u003d P 1 + P 2 + P 3 menționat mai sus ...
Cele mai comune instrumente pentru măsurarea presiunii
În ciuda faptului că nu este dificil să se calculeze cantitatea termodinamică luată în considerare folosind formulele de mai sus, uneori pur și simplu nu există timp pentru a efectua calculul. La urma urmei, trebuie să țineți întotdeauna cont de numeroase nuanțe. Prin urmare, pentru comoditate, o serie de dispozitive au fost dezvoltate de-a lungul mai multor secole pentru a face acest lucru în locul oamenilor.
De fapt, aproape toate dispozitivele de acest fel sunt soiuri de manometru (ajută la determinarea presiunii în gaze și lichide). Cu toate acestea, ele diferă în ceea ce privește designul, precizia și domeniul de aplicare.
- Presiunea atmosferică este măsurată cu ajutorul unui manometru numit barometru. Dacă este necesar să se determine vidul (adică presiunea sub presiunea atmosferică), se folosește o altă versiune a acestuia, un vacuometru.
- Pentru a afla tensiunea arterială la o persoană, se folosește un tensiometru. Pentru majoritatea, este mai bine cunoscut ca un tonometru non-invaziv. Există multe varietăți de astfel de dispozitive: de la mecanice cu mercur până la digitale complet automate. Precizia lor depinde de materialele din care sunt fabricate și de locul măsurării.
- Scăderile de presiune în mediu (în engleză - căderea de presiune) se determină cu ajutorul sau difnamometrelor (a nu se confunda cu dinamometre).
Tipuri de presiune
Având în vedere presiunea, formula pentru găsirea acesteia și variațiile sale pentru diferite substanțe, merită să înveți despre varietățile acestei cantități. Sunt cinci.
- Absolut.
- barometrică
- Exces.
- Vid.
- Diferenţial.
Absolut
Acesta este denumirea presiunii totale sub care se află o substanță sau obiect, fără a ține cont de influența altor componente gazoase ale atmosferei.
Se măsoară în pascali și este suma excesului și a presiunii atmosferice. Este, de asemenea, diferența dintre tipurile barometrice și cele cu vid.
Se calculează prin formula P = P 2 + P 3 sau P = P 2 - P 4.
Punctul de referință pentru presiunea absolută în condițiile planetei Pământ este luat ca presiunea din interiorul recipientului din care este îndepărtat aerul (adică vidul clasic).
Doar acest tip de presiune este folosit în majoritatea formulelor termodinamice.
barometrică
Acest termen se referă la presiunea atmosferei (gravitația) asupra tuturor obiectelor și obiectelor găsite în ea, inclusiv suprafața Pământului însuși. Majoritatea oamenilor îl cunosc și sub denumirea de atmosferică.
Se face referire la el și valoarea sa variază în funcție de locul și momentul măsurării, precum și de condițiile meteorologice și de situația deasupra/sub nivelul mării.
Valoarea presiunii barometrice este egală cu modulul forței atmosferei pe unitatea de suprafață de-a lungul normalei acesteia.
Într-o atmosferă stabilă, magnitudinea acestui fenomen fizic este egală cu greutatea unei coloane de aer pe o bază cu o suprafață egală cu unu.
Norma de presiune barometrică este de 101.325 Pa (760 mm Hg la 0 grade Celsius). Mai mult, cu cât obiectul este mai sus de suprafața Pământului, cu atât presiunea aerului asupra acestuia devine mai mică. La fiecare 8 km scade cu 100 Pa.
Datorită acestei proprietăți, la munte, apa din ibric fierbe mult mai repede decât acasă pe aragaz. Cert este că presiunea afectează punctul de fierbere: odată cu scăderea acestuia, acesta din urmă scade. Si invers. Lucrarea unor astfel de aparate de bucătărie precum oala sub presiune și o autoclavă este construită pe această proprietate. Creșterea presiunii în interiorul lor contribuie la formarea unor temperaturi mai ridicate în vase decât în tigăile obișnuite de pe aragaz.
Formula de altitudine barometrică este utilizată pentru a calcula presiunea atmosferică. Arată ca în fotografia de mai jos.
P este valoarea dorită la înălțime, P 0 este densitatea aerului de lângă suprafață, g este accelerația de cădere liberă, h este înălțimea deasupra Pământului, m este masa molară a gazului, t este temperatura sistemului , r este constanta universală a gazului 8,3144598 J⁄ ( mol x K), iar e este numărul Eclair, egal cu 2,71828.
Adesea, în formula de mai sus pentru presiunea atmosferică, în loc de R, se folosește K - constanta lui Boltzmann. Constanta universală a gazului este adesea exprimată în termeni de produs prin numărul Avogadro. Este mai convenabil pentru calcule când numărul de particule este dat în moli.
Atunci când faceți calcule, merită întotdeauna să țineți cont de posibilitatea unor modificări ale temperaturii aerului din cauza unei modificări a situației meteorologice sau la urcarea deasupra nivelului mării, precum și a latitudinii geografice.
Manometru și vid
Diferența dintre presiunea atmosferică și cea măsurată a mediului se numește suprapresiune. În funcție de rezultat, numele valorii se schimbă.
Dacă este pozitivă, se numește presiune manometrică.
Dacă rezultatul obținut este cu semnul minus, se numește vacuometru. Merită să ne amintim că nu poate fi mai mult decât barometrică.
diferenţial
Această valoare este diferența de presiune în diferite puncte de măsurare. De regulă, este utilizat pentru a determina căderea de presiune pe orice echipament. Acest lucru este valabil mai ales în industria petrolului.
După ce ne-am dat seama ce fel de mărime termodinamică se numește presiune și cu ce formule se găsește, putem concluziona că acest fenomen este foarte important și, prin urmare, cunoștințele despre el nu vor fi niciodată de prisos.
>>Presiunea și forța de presiune
Trimis de cititori de pe site-uri de internet
O colecție de rezumate ale lecțiilor de fizică, rezumate pe o temă din programa școlară. Calendar planificare tematică, fizică clasa a 7-a online, cărți și manuale de fizică. Elevul se pregătește pentru lecție.
