Lekcia: Pascalov zákon
Po preštudovaní tejto lekcie budete vedieť, ako tekutiny prenášajú tlak, ktorý na ne pôsobí.
Téma: Tlak pevných látok, kvapalín a plynov
Lekcia: Pascalov zákon
1. Spomeňte si, ako sa pohybujú molekuly hmoty
Skôr než pristúpime priamo k štúdiu Pascalovho zákona tlaku plynu, pripomeňme si, ako sa pohybujú molekuly pevných látok, kvapalín a plynov (obr. 1).
Ryža. 1. Molekulárna štruktúra pevných, kvapalných a plynných telies
Molekuly pevných látok oscilujú okolo svojich rovnovážnych polôh, zatiaľ čo molekuly kvapalín a plynov majú relatívnu voľnosť pohybu. Môžu sa pohybovať voči sebe navzájom. Práve táto vlastnosť pri pohybe molekúl kvapaliny a plynu umožňuje, aby sa tlak vyvíjaný na kvapalinu alebo plyn prenášal nielen v smere sily, ale vo všetkých smeroch. Poďme analyzovať tento proces podrobnejšie, krok po kroku.
2. Prenos tlaku plynmi a kvapalinami
Uvažujme valec obsahujúci plyn (napríklad vzduch), ktorý je uzavretý pohyblivým piestom. Môže to byť napríklad lekárska striekačka, ktorej hrot bol na jednom konci uzavretý hadičkou, aby z striekačky nemohol uniknúť vzduch (obr. 2).
Ryža. 2. Preukázanie stlačiteľnosti vzduchu
Ak budete pôsobiť na piest injekčnej striekačky nejakou silou, posunie sa nadol. V dôsledku toho sa objem plynu obsiahnutého v injekčnej striekačke zníži. Na druhej strane zvýšením sily pôsobiacej na piest zvyšujeme tlak vyvíjaný na plyn. Čo sa v tomto prípade stane s tlakom plynu v iných častiach striekačky, ktoré nie sú priľahlé k piestu?
Ryža. 3. Rozloženie molekúl plynu pod pohyblivým piestom
Molekuly plynu vo valci sa pohybujú náhodne, ale v priemere sú rovnomerne rozložené po jeho objeme (obr. 3a). Tlak plynu na steny, dno valca a na piest je spôsobený nárazmi molekúl.
Posuňte piest nadol (obr. 3b). V prvom momente sa vzdialenosť medzi molekulami plynu v bezprostrednej blízkosti piestu zmenší, molekulárne vrstvy susediace s piestom sa k sebe priblížia. Počet zásahov molekúl na piest sa zvýši, to znamená, že tlak plynu na piest sa zvýši. Vo zvyšných častiach valca sa priemerná vzdialenosť medzi molekulami nezmení, pretože pohyb molekúl nejaký čas trvá.
Po nejakom veľmi krátkom čase sa molekuly plynu v dôsledku kolízií medzi sebou a so stenami nádoby prerozdelia tak, že priemerná vzdialenosť medzi nimi bude opäť rovnaká vo všetkých častiach nádoby. Keďže sa však celkový počet molekúl v uzavretom valci nezmenil a objem valca sa zmenšil, teraz priemerná vzdialenosť medzi molekulami bude teraz menšia než pred pohybom piestu (obr. 3c). Inými slovami, hustota molekúl plynu sa zvýši. A to zase vedie k zvýšeniu počtu dopadov molekúl na steny nádoby. vo všetkých častiach plavidla a nielen v blízkosti piestu. V súlade s tým sa tlak vyvíjaný na plyn piestom prenáša do všetkých bodov plynu.
Analýza správania molekúl kvapaliny ukazuje, že kvapaliny sa správajú rovnakým spôsobom.
3. Pascalov zákon
Tlak vyvíjaný na kvapalinu alebo plyn sa prenáša nezmenený do akéhokoľvek bodu v kvapaline alebo plyne.
Toto tvrdenie sa nazýva Pascalov zákon.
Platnosť Pascalovho zákona možno demonštrovať pomocou prístroja nazývaného Pascalova guľa. Ide o loptičku s malými otvormi umiestnenými po celom jej povrchu. Guľa je spojená s valcom uzavretým pohyblivým piestom. Zariadenie je naplnené vodou alebo dymom. Pri pôsobení sily na piest prúdi kvapalina alebo dymový vzduch zo všetkých otvorov guľôčky a nielen z tých, ktoré sa nachádzajú oproti piestu (obr. 4).
Ryža. 4. Pascalova lopta
4. Aplikácie Pascalovho zákona
Vlastnosť kvapalín a plynov, opísaná Pascalovým zákonom, je široko používaná v technike a v našom každodennom živote. Ak by sa napríklad nenaplnil Pascalov zákon, nebolo by možné vytvoriť systém zásobovania vodou, ropovody a plynovody. Koniec koncov, vodovodné a plynové potrubia na ceste k spotrebiteľom zažívajú veľké množstvo ohybov, ale napriek tomu sa tlak vytvorený čerpadlami, ktoré čerpajú vodu, olej alebo plyn, prenáša nezmenený z čerpadla na miesta určenia. Brzdové systémy vlakov na železnici alebo systémy otvárania dverí na elektrických vlakoch a metre fungujú aj vďaka Pascalovmu zákonu.
Skúste si predstaviť, čo by sa stalo, keby bol v potrubí namiesto kvapaliny alebo plynu piesok!... Koniec koncov, nedodržiava Pascalov zákon.
Bibliografia
1. A. V. Peryshkin, Fyzika. 7 buniek - 14. vyd., stereotyp. – M.: Drop, 2010.
2. Peryshkin A. V. Zbierka úloh z fyziky, 7–9 buniek: 5. vydanie, stereotyp. - M: Vydavateľstvo "Skúška", 2010.
3. Lukashik V. I., Ivanova E. V. Zbierka úloh z fyziky pre ročníky 7–9 vzdelávacích inštitúcií. – 17. vyd. - M .: Vzdelávanie, 2004.
©2015-2019 stránka
Všetky práva patria ich autorom. Táto stránka si nenárokuje autorstvo, ale poskytuje bezplatné používanie.
Dátum vytvorenia stránky: 2016-02-16
"Tlak v kvapaline a plyne" - Tlak vody. Nádoby s vodou. Vysvetlite funkciu fontány. Určte tlak vody. Nádoba je tesne uzavretá zátkou. Výpočet tlaku v kvapaline. Tlak kvapaliny závisí od hĺbky. Bar. Tlak plynu. Tlak kvapaliny a plynu. Tlak kvapaliny. Petrolej.
"Tlak kvapaliny v nádobe" - Graf závislosti tlaku vo vnútri kvapaliny od hĺbky. Určite tlak oleja na dne nádrže. Vypočítajte tlak kvapaliny na dne nádoby. Čo ukazuje skúsenosť. Určte výšku stĺpca petroleja. Čo nám tieto experimenty ukazujú? Hĺbka sa meria od povrchu kvapaliny. Tlak nezávisí od plochy dna nádoby a od tvaru nádoby.
"Prenos tlaku kvapalinami a plynmi" - Tlak. Experimentálna úloha. Ako čítať Pascalov zákon. Bezpečnostné predpisy. Prenos tlaku kvapalinami a plynmi. Tlak v balóne. Tlak pevných látok. Pascalov zákon. Pozorovania. Vonkajší tlak vzduchu. Pevné látky. Brúsky. Molekuly. tekuté molekuly.
"Tlak kvapaliny" - Slovník. Brány. Manometer je zariadenie na meranie tlaku plynov alebo kvapalín. . Kvapaliny. P1= P2 = P3, pretože H = const a S = const fd> P ffd = pzh fd< pж. Содержание. Давление. Сообщающиеся сосуды-сосуды, имеющие между собой канал, заполненный жидкостью. 1) Водомерное стекло. 2) Артезианский колодец. 3) Шлюзы.
"Trieda 7 tlaku kvapaliny" - Tlak v kvapaline. Kvapaliny a plyny prenášajú vonkajší tlak úplne inak. Tlak. Záver. Hydraulický lis. Okolo nás je veľa tekutín. Pascalov zákon.
"Vodný tlak" - Ako sa nazýva takýto vzťah medzi X a Y v matematike? Osoba nemôže dýchať. Dve sklenené trubice sú spojené gumovou trubicou. Ako sa zmení tlak vody na dne nádoby? Špeciálne vybavenie na plávanie pod vodou. Riešiť problémy! Prečo je za normálnych pozemských podmienok vždy prítomný tlak v kvapalinách a plynoch?
Celkovo je v téme 6 prezentácií
Tak to je Pascalov zákon.
Podľa tohto zákona sa tlak vo vnútri kvapalín a plynov šíri všetkými možnými smermi. Preto kvapaliny a plyny vyvíjajú tlak vo všetkých smeroch: vľavo, vpravo a dokonca aj hore! Potvrdzujú to experimenty. Uvažujme o niektorých z nich.
Vezmite sklenenú trubicu a svetelný kotúč na závit (obr. "a"). Potiahnutím nite dostaneme nádobu s klesajúcim dnom (obr. "b"). Ponorte túto nádobu do širokého pohára vody. Prekvapivo teraz spodok neodpadne, aj keď sa niť nevytiahne (obr. "c").
Otázka: Prečo si myslíte, že sa to deje?
A. Stáva sa to preto, že horné vrstvy vody v skle vytvárajú tlak na spodné vrstvy, vrátane vrstvy vody pod diskom. Podľa Pascalovho zákona sa tlak prenáša cez túto vrstvu a pôsobí na disk zdola nahor. Sila tohto tlaku podopiera disk a pritláča ho k okrajom sklenenej trubice.
Pokračujme v experimente. Do skúmavky nalejte toľko tónovanej vody, aby jej hladina bola nižšia ako hladina vody v pohári (obr. „d“). Uvidíme, že disk nespadne.
Otázka: Prečo disk nespadne?
A. Je to preto, že na disk je väčší tlak zospodu ako zhora. Zvýšte výšku farebnej vodnej vrstvy. Kotúč spadne (obr. "e"). To znamená, že tlak na kotúč zhora, vytvorený zafarbenou vodou, prevýšil tlak zdola, vytvorený vodou v pohári.
Pascalov zákon má zaujímavý dôsledok: bez ohľadu na tvar a veľkosť nádoby je tlak vo vnútri kvapaliny v rovnakej hĺbke rovnaký.
Dokážme toto tvrdenie.
Nech je uvažovaným „plavidlom“ morský záliv s podvodnou jaskyňou. Pozrite sa na obrázok. Zdalo by sa, že tlak vody v jaskyni je menší ako tlak na otvorenom mori. Ak by to tak však bolo, potom by sa pôsobením väčšieho tlaku do jaskyne nahrnula voda z mora a hladina v mori by začala klesať. Neuveriteľné, však?
Keďže teda voda pri vchode do jaskyne (a aj v mori) zostáva v pokoji, potom sa tlak vody v jaskyni rovná tlaku vody na otvorenom mori.
Q. Dodržiavajú pevné látky Pascalov zákon?
A. Nie, pretože v pevných látkach je pohyblivosť molekúl obmedzená.
Je to tak, ak na stôl položíme ťažký predmet, tak váha tohto predmetu vytvára tlak len na plochu pod týmto predmetom, t.j. len v smere sily.
Otázka: Aké sú hlavné závery, ktoré môžete vyvodiť?
A. Molekuly kvapalín a plynov sú veľmi mobilné.
Vďaka pohyblivosti molekúl kvapaliny a plynu prenášajú na ne vytvorený tlak do všetkých bodov bez zmeny jeho hodnoty.
Pevné telesá sa neriadia Pascalovým zákonom.
Prenos tlaku plynmi, kvapalinami a pevnými látkami. Pascalov zákon a jeho aplikácia v hydraulických strojoch
Pevné telesá prenášajú tlak, ktorý na ne vzniká, v smere sily. Na určenie tlaku (p) potrebovať silu (F) pôsobiace kolmo na povrch, delené plochou ()- Tlak sa meria v pascaloch: 1 Pa = 1 N/m2. Tlak vyvíjaný na kvapalinu a plyn sa prenáša nielen v smere sily, ale do každého bodu kvapaliny alebo plynu. Je to spôsobené pohyblivosťou častíc plynu a kvapalín. Pascalov zákon. Tlak vyvíjaný na kvapalinu alebo plyn sa prenáša nezmenený do každého bodu kvapaliny alebo plynu. Zákon potvrdzujú experimenty s Pascalovou guľou a prevádzkou hydraulických strojov. Zastavme sa pri prevádzke tohto stroja (pozri obr.). F1 a F2- sily pôsobiace na piesty, S1 a S2- plocha piestov. Tlak pod malým piestom. pod veľkým piestom. Podľa Pascalovho zákona p 1 \u003d p 2, t.j. tj tlak vo všetkých bodoch kvapaliny v pokoji je rovnaký, alebo odkiaľ. Stroj zvyšuje silu toľkokrát, koľkokrát je plocha veľkého piesta väčšia ako plocha malého. Vidno to pri prevádzke hydraulického lisu používaného na výrobu hriadeľov oceľových strojov, železničných kolies alebo na lisovanie oleja v lisovniach oleja a v hydraulických zdvihákoch.
Atmosférický tlak. Prístroje na meranie atmosférického tlaku. Vzdušný obal Zeme a jeho úloha v ľudskom živote
Atmosféra- vzdušný obal okolo Zeme siahajúci do výšky niekoľko tisíc kilometrov. Pôsobením gravitácie je vzduchová vrstva susediaca so Zemou najviac stlačená a prenáša na ňu vytvorený tlak všetkými smermi. V dôsledku toho zemský povrch a telesá na ňom zažívajú atmosférický tlak. Prvýkrát merané Atmosférický tlak Taliansky fyzik Torricelli pomocou sklenenej trubice uzavretej na jednom konci a naplnenej ortuťou (pozri obr.). Tlak v trubici na úrovni aa vytvorený gravitáciou výšky ortuťového stĺpca h = 760 mm, súčasne pôsobí na povrch ortuti v pohári atmosférický tlak. Tieto tlaky sa navzájom vyrovnávajú. Keďže po spustení ortuťového stĺpca zostáva v hornej časti trubice priestor bez vzduchu, meraním výšky stĺpca môžete určiť číselnú hodnotu atmosférického tlaku pomocou vzorca: p == 9,8 N / kg × 13 600 kg / m 3 × 0,76 m \u003d 101 300 Pa \u003d 1013 GPa. Prístroje na meranie atmosférického tlaku sú ortuťový barometer a barometraneroid. Princíp činnosti posledne menovaného je založený na stláčaní dutej vlnitej kovovej krabice a prenášaní jej deformácie cez systém pák na šípku. Aneroidný barometer má dve stupnice: vnútorná je odstupňovaná v mm Hg. čl. (1 mm Hg. Obj. = 133,3 Pa), vonkajšie - v kilopascaloch. Poznanie atmosférického tlaku je veľmi dôležité pre predpoveď počasia na najbližšie dni. Troposféra(spodná vrstva atmosféry) je vďaka difúzii homogénna zmes dusíka, kyslíka, oxidu uhličitého a vodnej pary. Táto zmes plynov podporuje normálne fungovanie všetkého života na Zemi. Škodlivé emisie do ovzdušia znečisťujú životné prostredie. Napríklad nehoda v jadrovej elektrárni v Černobyle, nehody na jadrových ponorkách, atmosférické emisie priemyselných podnikov atď.
Pevné telesá prenášajú tlak, ktorý na ne vzniká, v smere sily. Na určenie tlaku (p) potrebovať silu (F), pôsobiace kolmo na povrch, delené plochou () - Tlak sa meria v pascaloch: 1 Pa = 1 N/m2. Tlak vyvíjaný na kvapalinu a plyn sa prenáša nielen v smere sily, ale do každého bodu kvapaliny alebo plynu. Je to spôsobené pohyblivosťou častíc plynu a kvapalín. Pascalov zákon.Tlak vyvíjaný na kvapalinu alebo plyn sa prenáša nezmenený do každého bodu kvapaliny alebo plynu. Zákon potvrdzujú experimenty s Pascalovou guľou a prevádzkou hydraulických strojov. Zastavme sa pri prevádzke tohto stroja (pozri obr.). F 1 a F 2 - sily pôsobiace na piesty, S 1 a S 2 - plocha piestov. tlak pod malým piestom. pod veľkým piestom. Podľa Pascalovho zákona p 1 =p 2 , t. tj tlak vo všetkých bodoch kvapaliny v pokoji je rovnaký, alebo , odkiaľ. Stroj zvyšuje silu toľkokrát, koľkokrát je plocha veľkého piesta väčšia ako plocha malého. Vidno to pri prevádzke hydraulického lisu používaného na výrobu hriadeľov oceľových strojov, železničných kolies alebo na lisovanie oleja v lisovniach oleja a v hydraulických zdvihákoch.
12. Atmosférický tlak. Prístroje na meranie atmosférického tlaku. Vzdušný obal Zeme a jeho úloha v ľudskom živote
Atmosféra- vzdušný obal okolo Zeme siahajúci do výšky niekoľko tisíc kilometrov. Pôsobením gravitácie je vzduchová vrstva susediaca so Zemou najviac stlačená a prenáša na ňu vytvorený tlak všetkými smermi. V dôsledku toho zemský povrch a telesá na ňom zažívajú atmosférický tlak. Prvýkrát merané Atmosférický tlak Taliansky fyzik Torricelli pomocou sklenenej trubice uzavretej na jednom konci a naplnenej ortuťou (pozri obr.). Tlak v trubici na úrovni aa vytvorený gravitáciou výšky ortuťového stĺpca h = 760 mm, súčasne pôsobí na povrch ortuti v pohári atmosférický tlak. Tieto tlaky sa navzájom vyrovnávajú. Keďže po spustení ortuťového stĺpca zostáva v hornej časti trubice priestor bez vzduchu, meraním výšky stĺpca môžete určiť číselnú hodnotu atmosférického tlaku pomocou vzorca: p == 9,8 N / kg H 13 600 kg / m 3 H 0,76 m \u003d 101 300 Pa \u003d 1013 GPa. Prístroje na meranie atmosférického tlaku sú ortuťový barometer a barometraneroid. Princíp činnosti posledne menovaného je založený na stláčaní dutej vlnitej kovovej krabice a prenášaní jej deformácie cez systém pák na šípku. Aneroidný barometer má dve stupnice: vnútorná je odstupňovaná v mm Hg. čl. (1 mm Hg. Obj. = 133,3 Pa), vonkajšie - v kilopascaloch. Poznanie atmosférického tlaku je veľmi dôležité pre predpoveď počasia na najbližšie dni. Troposféra(spodná vrstva atmosféry) je vďaka difúzii homogénna zmes dusíka, kyslíka, oxidu uhličitého a vodnej pary. Táto zmes plynov podporuje normálne fungovanie všetkého života na Zemi. Škodlivé emisie do ovzdušia znečisťujú životné prostredie. Napríklad nehoda v jadrovej elektrárni v Černobyle, nehody na jadrových ponorkách, atmosférické emisie priemyselných podnikov atď.
