Тиск в рідині і газі

Тиск-величина, що дорівнює відношенню сили, що діє перпендикулярно поверхні, до площі цієї поверхні, називається тиском. За одиницю тиску приймається такий тиск, ко-лось виробляє сила в 1Н, діюча на поверхню площею 1м2 перпендикулярно цій поверхності.Следовательно, щоб визначити тиск, треба силу, діючу перпендикулярно поверхні, розділити на площу поверхні:







Відомо, що молекули газу безладно рухаються. При своєму русі вони стикаються один з одним, а також зі стінками посудини, в якому знаходиться газ. Молекул в газі багато, тому і число їх ударів дуже велике. Наприклад, число ударів молекул повітря, що знаходиться в кімнаті, на поверхню площею 1см2 за 1 сек. виражається двадцатітрехзначним числом. Хоча сила удару окремої молекули мала, але дія всіх молекул об стінки судини значно, воно і створює тиск газу.

Отже, тиск газу на стінки посудини (і на вміщене в газ тіло) викликається ударами молекул газу. Відомо, що молекули газу безладно рухаються. При своєму русі вони стикаються один з одним, а також зі стінками посудини, в якому знаходиться газ. Молекул в газі багато, тому і число їх ударів дуже велике. Наприклад, число ударів молекул повітря, що знаходиться в кімнаті, на поверхню площею 1 см2 за 1 з виражається двадцатітрехзначним числом. Хоча сила удару окремої молекули мала, але дія всіх молекул об стінки судини значно, воно і створює давши-ня газу. Отже, тиск газу на стінки посудини (і на вміщене в газ тіло) викликається ударами молекул газу.

При зменшенні обсягу газу його тиск збіль-личивается, а при збільшенні обсягу тиск умень-шается за умови, що маса і температура газу залишаються незмінними.

Тиск, вироблене на рідину або газ, пере-дається без зміни в кожну точку об'єму рідини або газу. (Закон Паскаля).

На основі закону Паскаля легко пояснити такі досвід.

Тиск в рідині і газі
На малюнку зображений порожниста куля, що має в різних місцях вузькі отвори. До кулі приєднана трубка, в яку вставлений поршень. Якщо набрати води в кулю і всунути в трубку поршень, то вода поллється з усіх отворів кулі. У цьому досвіді поршень тисне на поверхню води в трубці. Частинки води, що знаходяться під поршнем, ущільнюючи, передають його тиск іншим верствам, лежачим глибше. Таким чином, тиск порш-ня передається в кожну точку рідини, що заповнює кулю. В результаті частина води виштовхується з кулі у вигляді цівок, що випливають з усіх отворів.

Якщо куля заповнити димом, то при вдвіганіем поршня в трубку з усіх отворів кулі почнуть виходити струмки диму. Це підтверджує, (що і гази передають вироблене на них тиск на всі боки однаково.)

Тиск в рідині і газі






Опустимо трубку з гумовим дном, в яку налита вода, в іншій, більш широкий посудину з водою. Ми побачимо, що в міру опускання трубки гумова плівка поступово випрямляється. Повний випрямлення плівки показує, що сили, що діють на неї зверху і знизу, рівні. Настає повне випрямлення плівки тоді, коли рівні води в трубці і посудині збігаються.

Отже, досвід показує, що всередині рідини сущест-яття тиск і на одному і тому ж рівні воно однаково в усіх напрямках. З глибиною тиск увеличи-ється. Гази в цьому відношенні не відрізняються від жид-кісток.

Формула для розрахунку тиску рідини на дно посудини. З цієї формули видно, що тиск рідини на дно посудини залежить тільки від щільності і висоти стовпа рідини.

Тиск в рідині і газі
Мембранний манометр. Як виміряти тиск рідини на по-поверхню твердого тіла? Як изме-рить, наприклад, тиск води на дно склянки? Звичайно, дно склянки деформується під дією сил давши-лення, і знаючи величину деформації, ми могли б визначити величину викликала її сили і розрахувати тиску-ня; але ця деформація настільки ма-ла, що змінити її непосоедственно практично неможливо. Так як судити по деформації дан-ного тіла про тиск, який чиниться на нього рідиною, зруч-но лише в тому випадку, коли деформації досить великі, то для практичного визначення тиску рідини користуються спеціальними приладами - манометрами, вкоторих деформації мають порівняно велику, легко вимірну величину.

Найпростіший мембранний манометр влаштований таким чином. Тонка пружна пластинка М - мем-брану - герметично закриває порожню коробкуK. До мем-брані приєднаний покажчик Р, що обертається близько осі О. При зануренні приладу в рідину мембрана прогинається під дією сил тиску, і її прогин передається в збіль-личен вигляді вказівником, що пересувається за шкалою. Кожному положенню покажчика відповідає певний прогин мембрани, а отже, і певна сила тиску на мембрану. Знаючи площу мембрани, можна від сил тиску перейти до самих тискам. Можна непо-безпосередніх вимірювати тиск, якщо заздалегідь проградуювати манометр, т. Е. Визначити, якому тиску соот-ветствует те чи інше положення покажчика на шкалі. Для цього потрібно піддати манометр дії тисків, величина яких відома і, помічаючи положення стрілки покажчика, проставити відповідні цифри на шкалі приладу.

Повітряну оболонку, що оточує Землю, називають атмосферою (від грецьких слів: атмос-пар, повітря і сфера-куля).

Атмосфера, як показали спостереження за польотом ис-кусственних супутників Землі, простягається на висоту декількох тисяч кілометрів. Ми живемо на дні великого

повітряного океану. Поверхня Землі - дно цього океану.

Внаслідок дії сили тяжіння верхні шари віз-духу, як і вода океану, стискають нижні шари. Віз-задушливий шар, прилеглий безпосередньо до Землі, стиснутий найбільше і відповідно до закону Паскаля передає вироблене на нього тиск в усіх напрямках.

В результаті цього земна поверхня і тіла, знаходячи-щиеся на ній, зазнають тиску всієї товщі повітря, або, як зазвичай кажуть, відчувають атмосферний тиск.

У практиці для вимірювання атмосферного тиску використовують металевий барометр, званий ане-роідом (в перекладі з грецького-без рідинний. Так барометр називають тому, що він не містить ртуті).

Тиск в рідині і газі

Зовнішній вигляд анероїда зображений на малюнку. Головна частина його - металева коробочка 1 з віл-ність (гофрованої) поверхнею. З цієї коробочки викачане повітря, а щоб атмосферний тиск не розчавило коробочку, її кришку пружишься-ної 2 відтягують вгору. При збільшенні атмосферного тиску кришка прогинається вниз і натягує пру-Жіну. При зменшенні тиску пружина випрямляє кришку. До пружини за допомогою передавального меха-нізму 3 прикріплена стрілка-покажчик 4, яка пере-рухається вправо або вліво при зміні тиску. Під стрілкою укріплена шкала, поділу якої нане-сени за показаннями ртутного барометра. Так, число 750, проти якого стоїть стрілка анероїда. показує, що в даний момент в ртутному барометр висота ртутного стовпа 750 мм.







Схожі статті