فشار در مایع و گاز. چگالی و وزن مخصوص. جامدات و فشار

مایعات و گازها فشار وارد شده به آنها را در همه جهات منتقل می کنند. این را قانون پاسکال و تجربه عملی بیان می کند.

اما یک خود وزنی نیز وجود دارد که باید بر فشاری که در مایعات و گازها وجود دارد نیز تأثیر بگذارد. وزن قطعات یا لایه های خود لایه های بالایی مایع روی لایه های میانی، لایه های میانی روی لایه های پایینی و آخرین لایه ها به پایین فشار می آورند. یعنی ما می توان در مورد وجود فشار یک ستون مایع در حالت استراحت در پایین صحبت کرد.

فرمول فشار ستون مایع

فرمول محاسبه فشار ستون مایع با ارتفاع h به شرح زیر است:

جایی که ρ چگالی مایع است،
g - شتاب سقوط آزاد،
h ارتفاع ستون مایع است.

این فرمول به اصطلاح فشار هیدرواستاتیک سیال است.

فشار ستون مایع و گاز

فشار هیدرواستاتیک، یعنی فشاری که سیال در حالت سکون، در هر عمقی اعمال می کند، به شکل ظرفی که سیال در آن قرار دارد، بستگی ندارد. مقدار یکسان آب با قرار گرفتن در ظروف مختلف، فشار متفاوتی به کف وارد می کند. به لطف این، می توانید فشار زیادی را حتی با مقدار کمی آب ایجاد کنید.

این را پاسکال در قرن هفدهم بسیار متقاعدکننده نشان داد. او در یک بشکه در بسته پر از آب، یک لوله باریک بسیار بلند را وارد کرد. با بالا رفتن از طبقه دوم، فقط یک لیوان آب در این لوله ریخت. بشکه ترکید. آب داخل لوله به دلیل ضخامت کم به ارتفاع بسیار بالایی رسید و فشار به حدی افزایش یافت که بشکه تحمل آن را نداشت. در مورد گازها هم همینطور است. با این حال، جرم گازها معمولاً بسیار کمتر از جرم مایعات است، بنابراین فشار موجود در گازها به دلیل وزن خود اغلب در عمل نادیده گرفته می شود. اما در برخی موارد باید با آن حساب کرد. به عنوان مثال، فشار اتمسفر که بر تمام اجسام روی زمین فشار می آورد، در برخی از فرآیندهای صنعتی از اهمیت بالایی برخوردار است.

به لطف فشار هیدرواستاتیکی آب، کشتی هایی که اغلب نه صدها، بلکه هزاران کیلوگرم وزن دارند، می توانند شناور شوند و غرق نشوند، زیرا آب به آنها فشار می آورد، گویی آنها را بیرون می راند. اما دقیقاً به دلیل همان فشار هیدرواستاتیک در اعماق زیاد، گوش های ما مسدود می شوند و فرود آمدن به اعماق بسیار زیاد بدون وسایل خاص - لباس غواصی یا حمام غیرممکن است. تنها تعداد کمی از ساکنان دریایی و اقیانوسی برای زندگی در شرایط فشار شدید در اعماق زیاد سازگار شده اند، اما به همین دلیل نمی توانند در لایه های بالایی آب وجود داشته باشند و ممکن است در صورت سقوط به عمق کم بمیرند.

فشار در مایع و گاز.

گاز به دیواره های ظرفی که در آن محصور است فشار می آورد. اگر یک بادکنک کمی باد شده زیر زنگ شیشه ای قرار داده شود و هوا از زیر آن خارج شود، بادکنک باد می شود. چی شد؟ در بیرون تقریباً هیچ فشار هوا وجود ندارد، فشار هوا در بالون باعث انبساط آن شده است. نتیجه : گاز فشار وارد می کند

اجازه دهید وجود فشار داخل مایع را ثابت کنیم.

آب را درون یک لوله آزمایش که کف آن با یک فیلم لاستیکی پوشانده شده است، بریزید. فیلم خم شده است. چرا؟ زیر وزن ستون مایع خم می شود. بنابراین این آزمایش وجود فشار داخل مایع را تایید می کند. خم شدن فیلم متوقف می شود. چرا؟ زیرا نیروی ارتجاعی لایه لاستیکی با نیروی گرانش وارد بر آب متعادل می شود. اگر ستون مایع را افزایش دهیم چه اتفاقی می افتد؟ هرچه ستون مایع بالاتر باشد، فیلم بیشتر می افتد.

نتیجه : فشار داخل مایع وجود دارد.

فشار گاز بر اساس تئوری حرکت مولکولی چگونه توضیح داده می شود؟

فشار گاز و مایع بر روی دیواره رگ ها در اثر برخورد مولکول های گاز یا مایع ایجاد می شود.

چه چیزی فشار مایع و گاز را تعیین می کند؟

وابسته به فشار از نوع مایع یا گاز؛ از دمای آنها . هنگامی که حرارت داده می شود، مولکول ها سریعتر حرکت می کنند و با شدت بیشتری به دیواره عروق برخورد می کنند.

چه چیز دیگری فشار داخل آنها را تعیین می کند؟

چرا محققان اعماق اقیانوس ها و دریاها نمی توانند بدون دستگاه خاصی به اعماق زمین فرو روند: حمام، حمام کره؟

نشان دادن یک لیوان آب. نیروی گرانش بر روی سیال تأثیر می گذارد. هر لایه با وزن خود به لایه های دیگر فشار وارد می کند.

برای پاسخ به این سوال: فشار در مایع یا گاز به چه چیز دیگری بستگی دارد، به طور تجربی تعیین خواهیم کرد.

(U دانش آموزان به 4 گروه تقسیم می شوند و به صورت آزمایشی پاسخ های زیر را به سؤالات بررسی می کنند:

1. آیا فشار یک مایع از پایین به بالا و از بالا به پایین یکسان است؟

2. آیا به دیواره جانبی رگ فشار وارد می شود؟

3. آیا فشار یک مایع به چگالی آن بستگی دارد؟

4. آیا فشار مایع به ارتفاع ستون مایع بستگی دارد؟

گروه 1 وظیفه

آیا فشار یک مایع از پایین به بالا و از بالا به پایین یکسان است؟

آب رنگی را داخل لوله آزمایش بریزید. چرا فیلم خم شده است؟

لوله آزمایش را در یک ظرف آب فرو کنید.

رفتار فیلم لاستیکی را تماشا کنید.

چه زمانی فیلم درست شد؟

نتیجه گیری کنید: آیا فشار داخل مایع وجود دارد، آیا فشار مایع از بالا به پایین و از پایین به بالا در یک سطح است؟ آن را بنویسید.

گروه دوم وظیفه

آیا به دیواره جانبی رگ فشار وارد می شود و در همان سطح یکسان است؟

بطری را با آب پر کنید.

سوراخ ها را همزمان باز کنید.

مراقب باشید که چگونه آب از سوراخ ها خارج می شود.

نتیجه گیری کنید: آیا فشار روی دیوار جانبی وجود دارد، آیا در همان سطح یکسان است؟

گروه سوم وظیفه

آیا فشار مایع به ارتفاع ستون (عمق) بستگی دارد؟

بطری را با آب پر کنید.

تمام سوراخ های بطری را همزمان باز کنید.

تراوشات آب روان را دنبال کنید.

چرا آب نشت می کند؟

نتیجه گیری کنید: آیا فشار در مایع به عمق بستگی دارد؟

گروه چهارم وظیفه

آیا فشار به چگالی مایع بستگی دارد؟

به مقدار مساوی در یک لوله آزمایش آب و در لوله دیگر روغن آفتابگردان بریزید.

آیا فیلم‌ها به همین شکل خم می‌شوند؟

نتیجه‌گیری کنید: چرا فیلم‌ها افت می‌کنند. آیا فشار یک مایع به چگالی آن بستگی دارد؟

آب و روغن را داخل لیوان ها بریزید.

چگالی آب خالص 1000 کیلوگرم بر متر مکعب است. روغن آفتابگردان - 930 کیلوگرم در متر مکعب.

نتیجه گیری

1 . فشار داخل مایع وجود دارد.
2 . در همان سطح، در همه جهات یکسان است.
3 . هرچه چگالی یک مایع بیشتر باشد، فشار آن بیشتر است.

4 . فشار با عمق افزایش می یابد.

5 . فشار با افزایش دما افزایش می یابد.

نتیجه گیری شما را با چندین آزمایش دیگر تایید خواهیم کرد.

تجربه 1.

تجربه 2.اگر سیال در حالت سکون و در حالت تعادل باشد، آیا فشار در تمام نقاط سیال یکسان خواهد بود؟ در داخل مایع، فشار نباید در سطوح مختلف یکسان باشد. در بالا - کوچکترین، در وسط - متوسط، در پایین - بزرگترین.

فشار یک مایع فقط به چگالی و ارتفاع ستون مایع بستگی دارد.

فشار در یک مایع با فرمول محاسبه می شود:

پ = gph ,

جایی کهg= 9.8 نیوتن بر کیلوگرم (m/s 2)- شتاب گرانش؛ρ- چگالی مایع؛h- ارتفاع ستون مایع (عمق غوطه وری).

بنابراین، برای یافتن فشار، باید چگالی مایع را در شتاب ناشی از گرانش و ارتفاع ستون مایع ضرب کنید.

در گازها چگالی چند برابر چگالی مایعات است. بنابراین وزن گازهای داخل ظرف کم بوده و فشار وزنی آن قابل چشم پوشی است. اما اگر در مورد جرم ها و حجم های بزرگ گازها مثلاً در جو صحبت کنیم، وابستگی فشار به ارتفاع قابل توجه می شود.

قانون پاسکال

با اعمال مقداری نیرو، پیستون را مجبور می کنیم تا کمی وارد ظرف شود و گاز را بلافاصله زیر آن فشرده کنیم. تکلیف ذرات گاز چه خواهد شد؟

ذرات در زیر پیستون محکم تر از قبل می نشینند .
فکر می کنید در ادامه چه اتفاقی می افتد؟با توجه به تحرک ذرات گاز در تمام جهات حرکت خواهند کرد. در نتیجه، آرایش آنها دوباره یکنواخت، اما متراکم تر از قبل خواهد شد. بنابراین فشار گاز در همه جا افزایش می یابد و تعداد ضربه ها به دیواره های ظرف افزایش می یابد. همانطور که گسترش می یابد، کوچک می شود.

فشار اضافی به تمام ذرات گاز منتقل شد. اگر فشار گاز در نزدیکی خود پیستون 1 Pa افزایش یابد، در تمام نقاط داخل گاز به همان میزان افزایش می یابد.

آزمایش کنید: یک توپ توخالی با سوراخ های باریک، با یک پیستون به یک لوله وصل کنید. توپ را با آب پر کنید و پیستون را به داخل لوله فشار دهید. چه چیزی را تماشا می کنید؟ ATآب از تمام سوراخ ها به طور یکنواخت جریان می یابد.

اگر گاز یا مایعی را فشار دهید، افزایش فشار در هر نقطه از مایع یا گاز احساس می شود، یعنی. فشار تولید شده بر روی گاز به هر نقطه به طور مساوی در همه جهات منتقل می شود.این عبارت قانون پاسکال نامیده می شود.

قانون پاسکال: مایعات و گازها فشار وارد شده بر آنها را به طور یکسان در همه جهات منتقل می کنند.

این قانون در قرن هفدهم توسط فیزیکدان و ریاضیدان فرانسوی بلز پاسکال (1623-1662) کشف شد که تعدادی از خواص مهم مایعات و گازها را کشف و بررسی کرد. آزمایش‌ها وجود فشار اتمسفر را که توسط دانشمند ایتالیایی Torricelli کشف شد تأیید کرد.

تأثیر قانون پاسکال در زندگی:

= به شکل کروی حباب های صابون (فشار هوا در داخل حباب بدون تغییر در همه جهات منتقل می شود).

دوش، قوطی آبیاری؛

وقتی یک بازیکن فوتبال به توپ ضربه می زند.

در لاستیک ماشین (هنگامی که باد می شود، افزایش فشار در سراسر تایر قابل توجه است).

در یک بالون هوای گرم ...

بنابراین انتقال فشار توسط مایعات و گازها را در نظر گرفته ایم. فشار وارده بر مایع یا گاز به هر نقطه ای به طور مساوی در همه جهات منتقل می شود.

چرا گازهای فشرده در سیلندرهای مخصوص قرار دارند؟

گازهای فشرده فشار زیادی بر روی دیواره ظروف وارد می کنند، بنابراین آنها باید در سیلندرهای فولادی قوی محصور شوند.

بنابراین، برخلاف جامدات، لایه‌های منفرد و ذرات کوچک مایع و گاز می‌توانند آزادانه نسبت به یکدیگر در همه جهات حرکت کنند.

قانون پاسکال به طور گسترده در فناوری استفاده می شود:

= سیستم گرمایش: به لطف فشار، آب به طور یکنواخت گرم می شود ;

ماشین آلات و ابزار پنوماتیک،

جک چکش،

سندبلستر (برای تمیز کردن و رنگ آمیزی دیوارها)

ترمز پنوماتیک،

یک جک، یک پرس هیدرولیک، درهای واگن های قطار مترو و واگن برقی را با هوای فشرده باز می کند.

قانون فشار پاسکال در قرن هفدهم توسط دانشمند فرانسوی بلز پاسکال کشف شد که به نام او نام خود را گرفت. فرمول این قانون، معنا و کاربرد آن در زندگی روزمره به تفصیل در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است.

جوهر قانون پاسکال

قانون پاسکال - فشاری که بر یک مایع یا گاز وارد می شود بدون تغییر به هر نقطه از مایع یا گاز منتقل می شود. یعنی انتقال فشار در همه جهات یکسان است.

این قانون فقط برای مایعات و گازها معتبر است. واقعیت این است که مولکول های مواد مایع و گاز تحت فشار کاملاً متفاوت از مولکول های جامدات رفتار می کنند. حرکت آنها متفاوت است. اگر مولکول های مایع و گاز نسبتا آزادانه حرکت کنند، مولکول های جامد چنین آزادی ندارند. آنها فقط کمی نوسان می کنند و کمی از موقعیت اصلی خود منحرف می شوند. و به دلیل حرکت نسبتاً آزاد مولکول های گاز و مایع، در همه جهات فشار وارد می کنند.

فرمول و ارزش اساسی قانون پاسکال

کمیت اصلی در قانون پاسکال فشار است. در اندازه گیری می شود پاسکال (Pa). فشار (P)- نگرش نیرو (F)، که بر روی سطح عمود بر آن عمل می کند مربع (S). در نتیجه: P=F/S.

ویژگی های فشار گاز و مایع

با قرار گرفتن در یک ظرف بسته، کوچکترین ذرات مایعات و گازها - مولکول ها - به دیواره های ظرف برخورد می کنند. از آنجایی که این ذرات متحرک هستند، می توانند از مکانی با فشار بالاتر به مکانی با فشار کم حرکت کنند، یعنی. در مدت کوتاهی در تمام سطح کشتی اشغال شده یکنواخت می شود.

برای درک بهتر قانون، می توانید آزمایشی انجام دهید. یک بادکنک بردارید و آن را با آب پر کنید. سپس با یک سوزن نازک چندین سوراخ ایجاد می کنیم. نتیجه شما را منتظر نخواهد ماند. آب از سوراخ ها شروع به خارج شدن می کند، و اگر توپ فشرده شود (یعنی فشار وارد شود)، فشار هر جت چند برابر افزایش می یابد، صرف نظر از اینکه دقیقاً در چه نقطه ای فشار وارد شده است.

همین آزمایش را می توان با توپ پاسکال انجام داد. این یک توپ گرد با سوراخ هایی است که یک پیستون به آن متصل است.

برنج. 1. بلز پاسکال

تعیین فشار مایع در پایین ظرف طبق فرمول انجام می شود:

p=P/S=gpSh/s

p=gρ h

• g- شتاب گرانش،
• ρ - چگالی مایع (کیلوگرم بر متر مکعب)
• ساعت- عمق (ارتفاع ستون مایع)
• پفشار بر حسب پاسکال است.

در زیر آب، فشار فقط به عمق و چگالی مایع بستگی دارد. یعنی در دریا یا اقیانوس با غوطه وری بیشتر چگالی بیشتر می شود.

برنج. 2. فشار در اعماق مختلف

اعمال قانون در عمل

بسیاری از قوانین فیزیک، از جمله قانون پاسکال، در عمل اعمال می شوند. به عنوان مثال، یک لوله کشی معمولی اگر این قانون در آن اجرا نمی شد، نمی توانست کار کند. به هر حال، مولکول های آب در لوله به طور تصادفی و نسبتا آزادانه حرکت می کنند، به این معنی که فشار وارد شده به دیواره های لوله آب در همه جا یکسان است. کار پرس هیدرولیک نیز بر اساس قوانین حرکت و تعادل سیالات است. پرس از دو سیلندر به هم پیوسته با پیستون تشکیل شده است. فضای زیر پیستون ها با روغن پر شده است. اگر نیروی F 2 روی پیستون کوچکتر با مساحت S 2 وارد شود، آنگاه نیروی F 1 روی پیستون بزرگتر با مساحت S 1 تأثیر می گذارد.

برنج. 3. پرس هیدرولیک

شما همچنین می توانید با تخم مرغ خام و آب پز آزمایش کنید. اگر یک جسم تیز، مثلاً یک میخ بلند، ابتدا یکی و سپس دیگری را سوراخ کند، نتیجه متفاوت خواهد بود. یک تخم‌مرغ پخته شده از میخ عبور می‌کند و تخم‌مرغ خام به شکل قلوه‌کش در می‌آید، زیرا قانون پاسکال برای تخم‌مرغ خام اعمال می‌شود، اما در مورد تخم‌مرغ سفت نه.

قانون پاسکال می گوید که فشار در تمام نقاط یک سیال در حالت سکون یکسان است، یعنی: F 1 /S 1 \u003d F 2 /S 2، از آنجا F 2 /F 1 \u003d S 2 /S 1.

نیروی F 2 چند برابر بیشتر از نیروی F 1 است، چند برابر مساحت پیستون بزرگتر از مساحت پیستون کوچک است.

ما چه آموخته ایم؟

ارزش اصلی قانون پاسکال که در کلاس 7 مورد مطالعه قرار می گیرد فشار است که با پاسکال اندازه گیری می شود. بر خلاف جامدات، مواد گازی و مایع به همان ترتیب به دیواره های ظرفی که در آن قرار دارند فشار می آورند. دلیل این امر مولکول هایی است که آزادانه و به طور تصادفی در جهات مختلف حرکت می کنند.

مسابقه موضوع

گزارش ارزیابی

میانگین امتیاز: 4.6. مجموع امتیازهای دریافتی: 444.

مولکول های گاز که حرکت تصادفی و پر هرج و مرج انجام می دهند، توسط نیروهای برهمکنش محدود یا خیلی ضعیف محدود نمی شوند، بنابراین آزادانه حرکت می کنند و در نتیجه برخورد، تمایل به پراکندگی در همه جهات دارند و کل حجم ارائه شده به آنها را پر می کنند. حجم گاز با حجم ظرفی که گاز می گیرد تعیین می شود.

مانند گاز، مایع به شکل ظرفی است که در آن محصور شده است. اما در مایعات، بر خلاف گازها، میانگین فاصله بین مولکول ها تقریبا ثابت می ماند، بنابراین مایع دارای حجم تقریباً ثابتی است.

اگرچه خواص مایعات و گازها از بسیاری جهات متفاوت است، اما در تعدادی از پدیده های مکانیکی رفتار آنها با پارامترهای یکسان و معادلات یکسان تعیین می شود. بنابراین، هیدروآئرومکانیک - شاخه ای از مکانیک که به بررسی تعادل و حرکت مایعات و گازها، برهمکنش آنها بین آنها و جامداتی که در اطراف آنها جریان دارند - استفاده می کند. رویکرد واحدبرای مطالعه مایعات و گازها

در مکانیک، با دقت بالا، مایعات و گازها به صورت پیوسته در نظر گرفته می شوند که به طور پیوسته در بخشی از فضای اشغال شده توسط آنها توزیع می شوند. چگالی مایع بستگی کمی به فشار دارد. چگالی گازها به میزان قابل توجهی به فشار بستگی دارد. از روی تجربه مشخص است که تراکم پذیری مایع و گاز در بسیاری از مسائل را می توان نادیده گرفت و از مفهوم یکپارچه مایع تراکم ناپذیر استفاده کرد. - مایعی که چگالی آن در همه جا یکسان است و با گذشت زمان تغییر نمی کند.

اگر یک صفحه نازک در یک سیال در حالت سکون قرار گیرد، آنگاه قسمت هایی از سیال که در طرفین مخالف آن قرار دارند بر روی هر یک از عناصر آن Δ اثر می کنند. اسبا نیروهای Δ، که صرف نظر از جهت گیری صفحه، قدر مطلق برابر و عمود بر مساحت Δ خواهد بود. اساز آنجایی که وجود نیروهای مماسی ذرات سیال را به حرکت در می آورد.

کمیت فیزیکی با نیروی نرمال تعیین می شود اف n عمل کننده از سمت مایع در واحد سطح نامیده می شود فشارمایع ( p = F n/ اس).

واحد فشار پاسکال (Pa) است: 1 Pa برابر فشار ایجاد شده توسط نیروی 1 نیوتن است که به طور یکنواخت در سطح 1 متر مربع نرمال با آن توزیع می شود.

واحدهای فشار غیر سیستمی عبارتند از 1 بار = 10 5 پاسکال، 1 اتمسفر فیزیکی (1 اتمسفر = 760 میلی متر جیوه، که 1 میلی متر جیوه = 133 پاسکال).

فشار در حالت تعادل مایعات (گازها) مطابقت دارد قانون پاسکال: فشار در هر مکانی از سیال در حالت سکون در تمام جهات یکسان است و فشار به طور مساوی در سراسر حجم اشغال شده توسط سیال در حالت سکون منتقل می شود.

بیایید در نظر بگیریم که وزن یک سیال چگونه بر توزیع فشار درون یک سیال تراکم ناپذیر در حالت استراحت تأثیر می گذارد. هنگامی که یک مایع در حالت تعادل است، فشار افقی همیشه یکسان است، در غیر این صورت تعادل وجود نخواهد داشت. بنابراین، سطح آزاد یک سیال در حالت استراحت همیشه افقی و دور از دیواره رگ قرار دارد. اگر سیال تراکم ناپذیر باشد، چگالی آن مستقل از فشار است. سپس برای مقطع S ستون مایع، ارتفاع آن ساعتو تراکم ρ وزن P = ρgSh،و فشار روی پایه پایین

p = P/S = ρgSh/S = ρgh, (6.1)

یعنی فشار به صورت خطی با ارتفاع تغییر می کند. فشار ρghتماس گرفت فشار هیدرواستاتیک.

طبق فرمول (6.1)، نیروی فشار بر روی لایه‌های پایینی مایع بیشتر از لایه‌های بالایی خواهد بود، بنابراین، نیروی شناوری بر جسم غوطه‌ور در مایع اعمال می‌شود که با تعیین می‌شود. قانون ارشمیدس: بر روی جسمی که در مایع (گاز) غوطه ور است، نیروی شناوری رو به بالا از این مایع، برابر با وزن مایع (گاز) جابجا شده توسط جسم وارد می شود:

F A = ​​ρgV,

جایی که ρ چگالی مایع است، V-حجم جسم غوطه ور در مایع.

معادله تداوم

حرکت سیالات نامیده می شود جریان, و مجموعه ای از ذرات یک سیال متحرک - جریان.به صورت گرافیکی، حرکت سیالات با استفاده از آن به تصویر کشیده شده است خطوط فعلی, که به گونه ای رسم می شوند که مماس بر آنها به زودی در جهت بردار منطبق شود سیال در نقاط مربوطه در فضا (شکل 6.1). خطوط جریان به گونه ای ترسیم می شوند که چگالی آنها که با نسبت تعداد خطوط به مساحت ناحیه عمود بر آنها که از آن عبور می کنند مشخص می شود، در جایی که سرعت جریان سیال بیشتر است بیشتر باشد. کمتر جایی که سیال آهسته تر جریان دارد. بنابراین، با توجه به الگوی خطوط جریان، می توان جهت و مدول سرعت را در نقاط مختلف فضا قضاوت کرد، یعنی می توان وضعیت حرکت سیال را تعیین کرد. به عنوان مثال، با مخلوط کردن ذرات معلق قابل توجه در یک مایع، می توان خطوط جریان را در یک مایع "آشکار کرد".

بخشی از سیال که توسط خطوط جریان محدود شده است نامیده می شود لوله فعلیجریان یک سیال نامیده می شود ایجاد(یا ثابتاگر شکل و محل خطوط جریان و همچنین مقادیر سرعت در هر یک از نقاط آن با گذشت زمان تغییر نکند. هر لوله جریانی را در نظر بگیرید. ما دو بخش از آن را انتخاب می کنیم اس 1 و اس 2، عمود بر جهت سرعت (شکل 6.2).

در طول زمان Δ تیاز طریق بخش اسحجم مایع عبور می کند SυΔ تی; بنابراین، در 1 ثانیه از طریق اس 1 حجم مایع را عبور می دهد اس 1 υ 1 , جایی که υ 1 - اسیکی . از طریق بخش اس 2 به مدت 1 ثانیه حجم مایع را عبور می دهد اس 2 υ 2 , جایی که υ 2 - سرعت جریان سیال در مقطع اس 2 . در اینجا فرض می شود که سرعت سیال در مقطع ثابت است. اگر سیال تراکم ناپذیر باشد ( ρ = const)، سپس از طریق بخش اس 2 همان حجم مایع را از قسمت عبور می دهد اس 1، یعنی

اس 1 υ 1 = S 2 υ 2 = ثابت . (6.2)

بنابراین حاصل ضرب سرعت جریان سیال تراکم ناپذیر و سطح مقطع لوله جریان برای این لوله جریان یک مقدار ثابت است. رابطه (6.2) نامیده می شود معادله تداومبرای یک سیال تراکم ناپذیر

نیرویی که عمود بر تکیه گاه عمل می کند، نیروی فشار نامیده می شود.

فشار ( آر) نسبت مدول F نیروی فشار وارد بر تکیه گاه به ناحیه S سطح این تکیه گاه است: پ=F/S

در SI واحد فشار نامیده می شود پاسکال(Pa): 1 Pa \u003d 1 N / M 2 .

فشار- کمیت فیزیکی برابر با نسبت نیرو به سطح عمود بر آن نیرو است. فشار، نیرو را در واحد سطح اعمال آن مشخص می کند.

فشار گاز

همه گازها، صرف نظر از اینکه در یک ظرف هستند یا نه، دائماً بر اجسام اطراف خود فشار وارد می کنند. فشار گاز در ظرف بسته افزایش هنگامی که چگالی یا دمای گاز افزایش می یابد .

حالت گاز در فشار کم نامیده می شود خلاءاهم

قانون پاسکال (برای گاز): هوا فشار وارد شده بر آن را به طور یکسان در همه جهات منتقل می کند.

فشار اتمسفر

نیرویی که ستونی از هوای اتمسفر بر سطح زمین فشار می آورد برابر با نیروی گرانش است: P \u003d M * g، جایی که مجرم ستون هوا است.

فشار هوا در سطح زمین (در سطح دریا) تقریباً تغییر نمی کند و به طور متوسط ​​برابر است با: آراتمسفر \u003d 101 325 نیوتن بر متر مربع \u003d 0.1 مگاپاسکال . این فشار نامیده می شود فشار اتمسفر معمولی . وجود آن با جذب هوای اتمسفر به زمین توضیح داده می شود.

فشار مایع. هیدرواستاتیک

فشار سیالبر بدنی که در آن استراحت می کند نامیده می شود فشار هیدرواستاتیک. با چگالی و ارتفاع لایه مایع (ستون) نسبت مستقیم دارد. علمی که فشار مایعات را مطالعه می کند هیدرواستاتیک نامیده می شود.

فشار هیدرواستاتیک در عمق ساعت برابر است پ = p atm+p*g* ساعت

قانون پاسکال: فشار وارده بر مایعات یا گازها در حالت سکون بدون تغییر به تمام قسمت های این مایعات یا گازها منتقل می شود. مایع و گاز فشار وارد شده بر آنها را به طور یکسان در همه جهات منتقل می کنند..

صرف نظر از شکل و اندازه ظرف، فشار داخل مایع در همان عمق یکسان است.

ابزار اندازه گیری فشار

فشارسنج- دستگاهی برای اندازه گیری فشار اتمسفر. فشار معمولی اتمسفر فشاری است که توسط ستونی از جیوه با ارتفاع متعادل می شود 760 میلی متر HGدر یک دما 0 درجه سانتی گراد: آراتمسفر = 0.1 مگاپاسکال . فشارسنج های جیوه ای و فشارسنج های آنروئیدی (فشار سنج های غیر مایع) وجود دارد.

کاهش فشار اتمسفر، به عنوان یک قاعده، آب و هوای بدتر را نشان می دهد و بالعکس. همانطور که شما بلند می شوید بالای سطح زمین فشار اتمسفر پایین می آید تقریبا 1 میلی متر جیوه هنربرای هر 10.5 متربالا آمدن. ابزار اندازه گیری فشارهای زیر اتمسفر نامیده می شود وکیوم سنجآمی

فشار سنج- دستگاهی برای اندازه گیری فشار داخل ظروف بسته. به طور معمول، یک گیج فشار، اختلاف فشار در یک ظرف و فشار اتمسفر را اندازه گیری می کند. گیج های مایع U شکل باز و همچنین گیج های بدون مایع (کرنش) وجود دارد.

مانومترهای مایعبر اساس اندازه‌گیری اختلاف ارتفاع ستون‌های مایع همگن در مخازن ارتباطی که یکی از آنها تحت فشار اتمسفر است، می‌باشد. اختلاف فشار اندازه گیری شده است p1 – p atm= p*g*D* ساعت

حل مسئله

تمرین: .

تمرین : .

جداول و نمودارهایی با موضوع "فشار اجسام، مایعات و گازها"