Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля
Материалы к уроку
Конспект урока
В твердом теле все молекулы связаны между собой, поэтому внешнее давление будет передаваться только в одном направлении. Молекулы жидкости и газа могут передвигаться и изменять свое положение. Подуйте на открытую книгу, и вы увидите, как потоки воздуха колышут страницы. Если бросить камень в воду, то сначала вода под камнем подастся вниз, потом вокруг возникнет волна, которая распространится во все стороны. Именно движением частиц внутри жидкости или газа и объясняется то, что давление передается в каждую точку жидкости или газа, а не только в направлении действия силы. Разберем это явление более подробно. В сосуде, закрытом поршнем, содержится газ. Молекулы газа на рисунке изображены в виде точек, конечно же, количество частиц в таком объеме значительно больше, для наглядности изобразим только некоторые из них. Молекулы распределены равномерно по всему объему. Если опустить поршень вниз, то непосредственно под ним образуется слой сжатого газа, который, благодаря подвижности частиц, тут же перераспределится по всему объему, во всех направлениях. И молекулы снова будут равномерно распределены, но при этом плотность газа, очевидно,
увеличится. Давление газа везде возрастет. Аналогичную ситуацию мы будем наблюдать и при действии внешнего давления на жидкость. Величина давления внутри газа (жидкости) увеличится на столько, насколько было изменено давление около самого поршня. Давление, производимое на жидкость или газ, передается без изменения во всех направлениях. К этому заключению впервые пришел французский ученый Блез Паскаль. Это утверждение называют законом Паскаля. Воспользуемся законом Паскаля, для того, чтобы объяснить следующие опыты.
К трубке с поршнем присоединен шар с отверстиями. Заполним шар дымом, который сразу займет весь объем шара. Такой шар называют шаром Паскаля. Переместив поршень вниз, мы заметим, что дым вытекает из всех отверстий и вытекает одинаково. Заменим дым водой и повторим опыт. Результат одинаковый. Вода, так же как и дым, вытекает из всех отверстий, причем одинаково.
Давление, передаваемое поршнем, передастся без изменения в каждую точку и газа, и жидкости, которыми мы заполняли шар. И в результате часть воды и дыма выталкиваются из всех отверстий.
Попробуйте объяснить процесс изготовления сосудов из стекла, когда в каплю расплавленного стекла вдувают воздух?
По закону Паскаля, давление внутри газа передастся одинаково по всем направлениям, и жидкое стекло надуется как воздушный шарик.
Сможет ли космонавт в условиях невесомости выдавить комплексный обед из тюбика? Давление, создаваемое внешней силой, передается одинаково и во всех направлениях в жидкостях, независимо от наличия или отсутствия силы земного притяжение. Попробуйте, воспользовавшись знаниями о передаче давления твердыми телами и жидкостями, решить следующую задачу.
Если из мелкокалиберной винтовки выстрелить в вареное яйцо, в нем образуется отверстие. Если же выстрелить в сырое яйцо, то оно разлетится.
Отверстие образовалось в вареном яйце, так как давление пули в нем передается только по направлению ее движения. Это передача давления твердыми телами.
Сырое яйцо разбилось, так как давление пули в жидкости, согласно закону Паскаля, передается одинаково по всем направлениям.
Остались вопросы по теме? Наши педагоги готовы помочь!
Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам
Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки
Повысим успеваемость по школьным предметам
Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ