ТИСК РІДИН І ГАЗІВ. ЗАКОН ПАСКАЛЯ
Мета
- Поглибити знання про тиск;
- Показати, як створюють тиск рідини і гази;
- Розкрити фізичний зміст закону Паскаля;
- Встановити залежність між тиском, який чинить рідина на стінки і дно посудини, від її густини і висоти стовпа рідини
- Із зазначених букв складіть слова, які найчастіше зустрічалися на попередніх уроках: а) К,И,С,Т.
- б) Л,И,С,А.
- в) С,П,Ь,А,Л,К,А .
ТИСК ГАЗУ
- молекули газів не перебувають у спокої, а хаотично (безладно) рухаються. При цьому вони, звичайно, стикаються зі стінками посудини. Цей дуже частий «барабанний дріб» ударів молекул газу і виявляє себе як постійна сила тиску на стінки посудини.
Переконаємося на досліді в тому, що часті удари невеликих частинок створюють постійну силу тиску
- Сипатимемо на аркуш тонкого картону рівномірним потоком пісок. А ркуш картону при цьому деформується. Деформацію картону зумовлено окремими ударами піщинок
Дослід 2.
Роздування гумової зав’язаної кульки під ковпаком повітряного насоса при викачуванні повітря. Поясніть цей дослід
На внутрішні стінки кульки діє певна сила, яка спричинює тиск. Причиною такого тиску є рух молекул. Перебуваючи в хаотичному русі, молекули взаємодіють між собою і зі стінками гумової кульки.
Куляста форма, якої набирає роздута оболонка кульки, свідчить про те, що газ тисне на її стінки в усіх напрямах однаково.
Проведемо дослід з несильно надутою повітряною кулькою
Якщо стиснути її, то об'єм, що його займає повітря, зменшиться. При цьому відчуємо, що тиск повітря в кульці збільшився.
Отже, якщо об'єм газу зменшити, тиск газу збільшиться
Дослід з кулькою і гарячою водою
Покладемо слабко надуту повітряну кульку в порожню посудину (рис.13.4).
Якщо налити в цю посудину гарячої води, ми помітимо, що кулька трохи надметься (рис.13.5).
Висновок: унаслідок підвищення температури тиск газу збільшується
А як передають тиск рідини? Проведемо дослід або розглянемо його на малюнку.
На відміну від твердих тіл, окремі шари і дрібні частинки рідини і газу можуть вільно переміщуватися одна відносно одної по всіх напрямках. Через таку рухливість частинок води і газу зовнішній тиск, що здійснюється на них, передається не тільки в напрямку дії сили, а в кожну точку рідини чи газу .
Як передається зовнішній тиск стінкам посудини?
Візьмемо металеву сферу, у якій є невеликі отвори, рівномірно розподілені по всій її поверхні. Приєднаємо до сфери трубку з поршнем, наповнимо трубку та сферу забарвленою водою й почнемо із силою тиснути на поршень. Ми побачимо, що з усіх отворів сфери струмені води б'ють однаково сильно. Те ж саме є справедливим і для газу.
Цей дослід показує, що
тиск зовнішніх сил на рідину або газ передається в кожну точку рідини або газу
Закон Паскаля
Уперше цю властивість рідини і газу встановив французький учений Блез Паскаль,
тому це твердження називають
законом Паскаля: тиск, який діє на рідину або газ, передається ними в усіх напрямах однаково
Блез Паскаль (1623—1662) - французький учений. Вивчав дію тиску в рідинах, атмосферний тиск. Сформулював закон про передачу тиску у рідинах, названий на його честь законом Паскаля. З'ясував, що тиск повітря на вершині гори менший, ніж біля її підніжжя
Паскаль проробив свій дослід в 1648 р., використавши міцну дубову бочку, до країв наповнену водою і наглухо закритою кришкою. У невеликий отвір у кришці була вставлена довга скляна трубка ( кінець її опинився на рівні другого по верху ) . Трубка була малого перерізу, тому вода в ній піднялася на значну висоту. При цьому тиск в бочці збільшився настільки, що кріплення бочки не витримали, і вона тріснула.
Розрахунок тиску рідини на дно і стінки посудини
Тиск рідини як наслідок дії сили тяжіння залежить тільки від її густини і висоти стовпа рідини
р = ρ gh
Висновок тиск рідини , як наслідок дії тяжіння, залежить від її густини і висоти стовпа рідини, і відповідно до закону Паскаля передається в усіх напрямах однаково
Гідростатичний тиск на будь-якій глибині в рідині
Залежить від:
- Густини рідини
- Висоти рівня
Не залежить від:
- Форми посудини
- Маси рідини у посудині
- Площі дна
Тиск рідини, зумовлений дією сили тяжіння, передається в усіх напрямах однаково.
Зміну тиску
з глибиною добре відчувають водолази.
Водолаз може працювати на глибині до 100 м
Для дослідження глибини океанів, яка сягає кількох кілометрів, виготовляють особливо міцні товстостінні апарати — батисфери і батискафи
Батисфери
Батискафи
Бліц-опитування
- 1. Яка причина тиску газу?
- 2. Чому виникає тиск рідини?
- 3. Сформулюйте закон Паскаля. Для яких речовин він справедливий?
Задача У чотири посудини , що мають однакову площу дна, але різну форму, налили воду до одного рівня. Чи однаковий буде тиск на дно цих посудин? Чому?
РОЗВ'ЯЗУЄМО ЗАДАЧІ
- Обчисліть тиск рідини густиною 1800 кг/м 3 на дно циліндричної посудини, якщо висота рідини у ній дорівнює 10 см.
Розв’язання
р = gh
р = 1800 кг/м 3 ∙9,8 Н/кг ∙0,1 м = 1800 Па = 1,8 кПа
Відповідь: р = 1,8 кПа
С І
0,1 м
Дано:
h = 10 см
= 1800 кг/м 3
g = 9,8 Н/кг
Знайти:
р - ?
- На якій глибині тиск в морі становить 412 кПа?
Дано:
= 1030 кг/м 3
р = 412 кПа
g = 9,8 Н/кг
Знайти:
h - ?
С І
412000 Па
Домашнє завдання
- Вивчити § 12 ( п.3), 13 (п.1,2) (авт. Л.Е. Генденштейн).
- Задача1.
Чому м’ яч, який винесли з кімнати на ву лицю взимку, стає меншим?
На яку глибину треба занурити в море батискаф, щоб тиск води на його поверхню дорівнював 6190 кПа?