Quyidagi kalkulyator suyuqlik ustunining bosimi formulasidan foydalangan holda berilgan qiymatlardan noma'lum miqdorni hisoblash uchun mo'ljallangan.
Formulaning o'zi:
Kalkulyator sizga topishga imkon beradi
- suyuqlikning ma'lum zichligi, suyuqlik ustunining balandligi va tortishish tezlashishiga asoslangan suyuqlik ustunining bosimi
- ma'lum suyuqlik bosimi, suyuqlik zichligi va tortishish tezlashishiga asoslangan suyuqlik ustunining balandligi
- suyuqlik zichligi ma'lum suyuqlik bosimi, suyuqlik ustunining balandligi va erkin tushish tezlashishiga asoslangan
- ma'lum suyuqlik bosimi, suyuqlik zichligi va suyuqlik ustunining balandligiga asoslangan tortishish tezlashishi
Barcha holatlar uchun formulalarni chiqarish ahamiyatsiz. Zichlik uchun standart qiymat suvning zichligi, tortishish tezlashishi uchun - erning tezlashishi va bosim uchun - bitta bosim atmosferasiga teng qiymat. Bir oz nazariya, odatdagidek, kalkulyator ostida.
bosim zichligi balandligi tortishish tezlashishi
Suyuqlikdagi bosim, Pa
Suyuqlik ustunining balandligi, m
Suyuqlik zichligi, kg/m3
Gravitatsiya tezlashishi, m/s2
Gidrostatik bosim- suv ustunining an'anaviy darajadan yuqori bosimi.
Gidrostatik bosim formulasi juda sodda tarzda olingan
Ushbu formuladan ko'rinib turibdiki, bosim tomirning maydoniga yoki uning shakliga bog'liq emas. Bu faqat ma'lum bir suyuqlikning ustunining zichligi va balandligiga bog'liq. Bundan kelib chiqadiki, idishning balandligini oshirib, biz butunlay yaratishimiz mumkin yuqori qon bosimi.
Blez Paskal buni 1648 yilda ko'rsatgan. U suv bilan to'ldirilgan yopiq bochkaga tor trubkani kiritdi va ikkinchi qavatning balkoniga ko'tarilib, bu naychaga bir stakan suv quydi. Quvurning qalinligi kichik bo‘lgani uchun undagi suv juda baland ko‘tarilib, bochkadagi bosim shunchalik ko‘tarilib, bochkaning mahkamlagichlari bunga chiday olmay, yorilib ketgan.
Bu ham gidrostatik paradoks hodisasiga olib keladi.
Gidrostatik paradoks- idishning pastki qismidagi idishga quyilgan suyuqlikning og'irlik bosimining kuchi quyilgan suyuqlikning og'irligidan farq qilishi mumkin bo'lgan hodisa. Kesma yuqoriga qarab o'sib borayotgan idishlarda idishning pastki qismidagi bosim kuchi suyuqlikning og'irligidan kamroq bo'ladi, ko'ndalang kesimi yuqoriga qarab kamayadi, idishning pastki qismidagi bosim kuchidan kattaroqdir; suyuqlikning og'irligi. Idishning pastki qismidagi suyuqlik bosimining kuchi faqat silindrsimon idish uchun suyuqlikning og'irligiga teng.
Yuqoridagi rasmda idishning pastki qismidagi bosim barcha holatlarda bir xil va quyilgan suyuqlikning og'irligiga bog'liq emas, balki faqat uning darajasiga bog'liq. Gidrostatik paradoksning sababi shundaki, suyuqlik nafaqat pastki qismga, balki idishning devorlariga ham bosadi. Eğimli devorlarga suyuqlik bosimi vertikal komponentga ega. Yuqoriga qarab kengayadigan idishda u yuqoriga toraygan idishda pastga yo'naltiriladi; Idishdagi suyuqlikning og'irligi butun suyuqlik bosimining vertikal tarkibiy qismlari yig'indisiga teng bo'ladi. ichki maydon kema
Balandlikka suyuqlik bilan to'ldirilgan gorizontal pastki va vertikal devorlarga ega silindrsimon idishni olaylik (248-rasm).
Guruch. 248. Devorlari vertikal bo'lgan idishda pastki qismdagi bosim kuchi butun quyilgan suyuqlikning og'irligiga teng.
Guruch. 249. Tasvirlangan barcha idishlarda pastki qismdagi bosim bir xil. Birinchi ikkita idishda u quyilgan suyuqlikning og'irligidan ko'p, qolgan ikkitasida kamroq.
Idishning pastki qismidagi har bir nuqtadagi gidrostatik bosim bir xil bo'ladi:
Agar idishning pastki qismi maydonga ega bo'lsa, u holda idishning pastki qismidagi suyuqlikning bosim kuchi, ya'ni idishga quyilgan suyuqlikning og'irligiga teng bo'ladi.
Keling, shakli jihatidan farq qiladigan, ammo pastki maydoni bir xil bo'lgan idishlarni ko'rib chiqaylik (249-rasm). Agar ularning har biridagi suyuqlik bir xil balandlikda quyilsa, u holda bosim pastki qismida bo'ladi. hamma idishlarda bir xil. Shuning uchun, pastki qismdagi bosim kuchi ga teng
barcha idishlarda ham bir xil. Bu suyuqlik ustunining og'irligiga, asosi idishning pastki qismiga teng va balandligi quyilgan suyuqlikning balandligiga teng. Shaklda. 249 bu ustun har bir idishning yonida kesilgan chiziqlar bilan ko'rsatilgan. E'tibor bering, pastki qismdagi bosim kuchi idishning shakliga bog'liq emas va u quyilgan suyuqlikning og'irligidan kattaroq yoki kamroq bo'lishi mumkin.
Guruch. 250. Idishlar to'plamiga ega Paskal qurilmasi. Barcha tomirlar uchun tasavvurlar bir xil
Guruch. 251. Paskal bochkasi bilan tajriba o'tkazing
Bu xulosani Paskal taklif qilgan qurilma yordamida eksperimental tekshirish mumkin (250-rasm). Stend pastki qismi bo'lmagan turli shakldagi idishlarni ushlab turishi mumkin. Pastki qism o'rniga, muvozanat nuriga osilgan plastinka pastdan idishga mahkam bosiladi. Agar idishda suyuqlik bo'lsa, plastinkada bosim kuchi ta'sir qiladi, bu bosim kuchi tarozining boshqa panjasida turgan og'irlikning og'irligidan oshib keta boshlaganda plastinkani yirtib tashlaydi.
Vertikal devorlari bo'lgan idishda (silindrsimon idish) quyilgan suyuqlikning og'irligi og'irlikning og'irligiga yetganda, pastki qismi ochiladi. Boshqa shakldagi idishlarda quyi suyuqlik ustunining bir xil balandligida ochiladi, garchi quyilgan suvning og'irligi og'irlikning og'irligidan ko'ra kattaroq (yuqoriga qarab kengayadigan idish) yoki kamroq (toraygan tomir) bo'lishi mumkin.
Ushbu tajriba idishning to'g'ri shakli bilan oz miqdorda suv yordamida pastki qismida katta bosim kuchlarini olish mumkin degan fikrga olib keladi. Paskal suv bilan to'ldirilgan mahkam o'ralgan barrelga uzun ingichka vertikal trubkani biriktirdi (251-rasm). Quvur suv bilan to'ldirilganda, pastki qismdagi gidrostatik bosim kuchi suv ustunining og'irligiga teng bo'ladi, uning taglik maydoni barrel tubining maydoniga teng bo'ladi va balandligi trubaning balandligiga teng. Shunga ko'ra, barrelning devorlari va yuqori pastki qismidagi bosim kuchlari ortadi. Paskal naychani bir necha metr balandlikda to'ldirganda, bu faqat bir necha stakan suvni talab qildi, natijada paydo bo'lgan bosim kuchlari barrelni yorib yubordi.
Idishning pastki qismidagi bosim kuchi, idishning shakliga qarab, idishdagi suyuqlikning og'irligidan katta yoki kichik bo'lishi mumkinligini qanday tushuntirish mumkin? Axir, idishdan suyuqlikka ta'sir qiluvchi kuch suyuqlikning og'irligini muvozanatlashi kerak. Haqiqat shundaki, idishdagi suyuqlik nafaqat pastki qismdan, balki idishning devorlariga ham ta'sir qiladi. Yuqoriga qarab kengayadigan idishda devorlarning suyuqlikka ta'sir qiladigan kuchlari yuqoriga yo'naltirilgan tarkibiy qismlarga ega: shuning uchun suyuqlik og'irligining bir qismi devorlarning bosim kuchlari bilan muvozanatlanadi va faqat bir qismi bosim kuchlari bilan muvozanatlashishi kerak. pastki. Aksincha, yuqoriga torayib ketgan idishda pastki suyuqlik ustida yuqoriga qarab harakat qiladi va devorlar pastga qarab harakat qiladi; shuning uchun pastki qismdagi bosim kuchi suyuqlikning og'irligidan kattaroqdir. Idishning pastki qismidan suyuqlikka va uning devorlariga ta'sir qiluvchi kuchlar yig'indisi doimo suyuqlikning og'irligiga teng. Guruch. 252 turli shakldagi idishlardagi suyuqlikka devorlardan ta'sir qiluvchi kuchlarning taqsimlanishini aniq ko'rsatadi.
Guruch. 252. Turli shakldagi tomirlar devorlaridan suyuqlikka ta'sir qiluvchi kuchlar
Guruch. 253. Voronkaga suv quyilsa, silindr yuqoriga ko'tariladi.
Yuqoriga toraygan idishda suyuqlik tomondan devorlarga yuqoriga yo'naltirilgan kuch ta'sir qiladi. Agar bunday idishning devorlari harakatlanuvchi qilib qo'yilgan bo'lsa, suyuqlik ularni ko'taradi. Bunday tajribani quyidagi qurilma yordamida amalga oshirish mumkin: piston mahkam o'rnatiladi va uning ustiga vertikal trubkaga aylanadigan silindr qo'yiladi (253-rasm). Piston ustidagi bo'shliq suv bilan to'ldirilganda, silindrning joylari va devorlariga bosim kuchlari silindrni yuqoriga ko'taradi.
Chang'i bor va bo'lmagan odam.
Odam bo'shashgan qordan juda qiyinchilik bilan yuradi, har qadamda chuqur cho'kadi. Ammo chang'i kiyib, u deyarli unga tushmasdan yura oladi. Nega? Chang'i bilan yoki chang'isiz odam qorda o'z vazniga teng kuch bilan harakat qiladi. Biroq, bu kuchning ta'siri ikkala holatda ham farq qiladi, chunki odam bosadigan sirt maydoni turli xil, chang'i va chang'isiz. Chang'i sirtining deyarli 20 barobari ko'proq maydon tagliklari. Shuning uchun, chang'i ustida turganda, odam har birida harakat qiladi kvadrat santimetr qor yuzasining maydoni chang'isiz qor ustida turishdan 20 baravar kamroq kuchga ega.
Doskaga gazetani tugmachalar bilan mahkamlagan talaba har bir tugmachada teng kuch bilan harakat qiladi. Biroq, o'tkir uchi bo'lgan tugma yog'ochga osonroq kiradi.
Bu shuni anglatadiki, kuchning natijasi nafaqat uning moduliga, yo'nalishiga va qo'llash nuqtasiga, balki u qo'llaniladigan sirt maydoniga (u ta'sir qiladigan perpendikulyar) ham bog'liq.
Bu xulosa fizik tajribalar bilan tasdiqlangan.
Tajriba Berilgan kuchning ta'siri natijasi birlik sirt maydoniga qanday kuch ta'sir qilishiga bog'liq.
Kichkina taxtaning burchaklariga mixlarni urishingiz kerak. Birinchidan, taxtaga surilgan mixlarni nuqtalari bilan qum ustiga qo'ying va taxtaga og'irlik qo'ying. Bunday holda, tirnoq boshlari faqat qumga ozgina bosiladi. Keyin biz taxtani aylantiramiz va tirnoqlarni chetiga qo'yamiz. Bunday holda, qo'llab-quvvatlash maydoni kichikroq va bir xil kuch ostida tirnoqlar qumga sezilarli darajada chuqurroq kiradi.
Tajriba. Ikkinchi illyustratsiya.
Ushbu kuchning ta'sirining natijasi har bir sirt maydoniga qanday kuch ta'sir qilishiga bog'liq.
Ko'rib chiqilgan misollarda kuchlar tananing yuzasiga perpendikulyar ta'sir ko'rsatdi. Odamning vazni qor yuzasiga perpendikulyar edi; tugmachaga ta'sir qiluvchi kuch taxta yuzasiga perpendikulyar.
Sirtga perpendikulyar ta'sir qiluvchi kuchning ushbu sirt maydoniga nisbatiga teng bo'lgan miqdor bosim deyiladi..
Bosimni aniqlash uchun sirtga perpendikulyar bo'lgan kuchni sirt maydoniga bo'lish kerak:
bosim = kuch / maydon.
Ushbu ifodaga kiritilgan miqdorlarni belgilaymiz: bosim - p, sirtga ta'sir qiluvchi kuch F va sirt maydoni - S.
Keyin formulani olamiz:
p = F/S
Xuddi shu maydonga ta'sir qiluvchi kattaroq kuch kattaroq bosim hosil qilishi aniq.
Bosim birligi bu sirtga perpendikulyar bo'lgan 1 m2 maydonga ega bo'lgan sirtga ta'sir qiluvchi 1 N kuch tomonidan hosil bo'lgan bosim sifatida qabul qilinadi..
Bosim birligi - Nyuton boshiga kvadrat metr (1 N/m2). Fransuz olimi sharafiga Blez Paskal bu paskal deb ataladi ( Pa). Shunday qilib,
1 Pa = 1 N/m2.
Boshqa bosim birliklari ham qo'llaniladi: gektopaskal (hPa) Va kilopaskal (kPa).
1 kPa = 1000 Pa;
1 hPa = 100 Pa;
1 Pa = 0,001 kPa;
1 Pa = 0,01 hPa.
Keling, masalaning shartlarini yozamiz va uni hal qilamiz.
Berilgan : m = 45 kg, S = 300 sm 2; p = ?
SI birliklarida: S = 0,03 m2
Yechim:
p = F/S,
F = P,
P = g m,
P= 9,8 N · 45 kg ≈ 450 N,
p= 450/0,03 N/m2 = 15000 Pa = 15 kPa
"Javob": p = 15000 Pa = 15 kPa
Bosimni kamaytirish va oshirish usullari.
Og'ir paletli traktor tuproqqa 40 - 50 kPa ga teng bosim hosil qiladi, ya'ni og'irligi 45 kg bo'lgan o'g'il bola bosimidan atigi 2 - 3 baravar ko'p. Bu traktorning og'irligi yo'l harakati tufayli kattaroq maydonga taqsimlanganligi bilan izohlanadi. Va biz buni aniqladik qo'llab-quvvatlash maydoni qanchalik katta bo'lsa, bu qo'llab-quvvatlashda bir xil kuch tomonidan ishlab chiqarilgan kamroq bosim .
Past yoki yuqori bosim zarurligiga qarab, qo'llab-quvvatlash maydoni ortadi yoki kamayadi. Masalan, tuproq qurilayotgan binoning bosimiga bardosh berishi uchun poydevorning pastki qismining maydoni oshiriladi.
Shinalar yuk mashinalari samolyotlarning qo'nish moslamasi esa yengil avtomobillarnikidan ancha kengroq qilingan. Cho'llarda haydash uchun mo'ljallangan avtomobillarning shinalari ayniqsa keng qilingan.
Traktor, tank yoki botqoq mashinasi kabi og'ir transport vositalari, yo'llarning katta tayanch maydoniga ega bo'lib, odam o'tib bo'lmaydigan botqoqli joylardan o'tadi.
Boshqa tomondan, kichik sirt maydoni bilan kichik kuch bilan katta miqdordagi bosim hosil bo'lishi mumkin. Masalan, tugmachani taxtaga bosganda, biz unga taxminan 50 N kuch bilan ta'sir qilamiz. Tugmaning uchi maydoni taxminan 1 mm 2 bo'lganligi sababli, u tomonidan ishlab chiqarilgan bosim quyidagilarga teng:
p = 50 N / 0,000 001 m 2 = 50,000,000 Pa = 50,000 kPa.
Taqqoslash uchun, bu bosim paletli traktorning tuproqqa qilgan bosimidan 1000 marta katta. Bunday misollarni yana ko'p topishingiz mumkin.
Kesuvchi asboblarning pichoqlari va teshuvchi asboblarning nuqtalari (pichoqlar, qaychi, kesgichlar, arra, igna va boshqalar) maxsus charxlanadi. O'tkir pichoqning o'tkir qirrasi kichik maydonga ega, shuning uchun hatto kichik kuch ham katta bosim hosil qiladi va bu asbob bilan ishlash oson.
Kesuvchi va teshuvchi asboblar tirik tabiatda ham uchraydi: bular tishlar, tirnoqlar, tumshug'lar, boshoqlar va boshqalar - ularning barchasi qattiq materialdan yasalgan, silliq va juda o'tkir.
Bosim
Ma'lumki, gaz molekulalari tasodifiy harakat qiladi.
Biz allaqachon bilamizki, gazlar qattiq va suyuqliklardan farqli o'laroq, ular joylashgan butun idishni to'ldiradi. Masalan, gazlarni saqlash uchun po'lat tsilindr, avtomobil shinalari ichki trubkasi yoki voleybol. Bunday holda, gaz silindrning devorlariga, pastki qismiga va qopqog'iga, kameraga yoki u joylashgan boshqa tanaga bosim o'tkazadi. Gaz bosimi qattiq jismning tayanchga bosimidan boshqa sabablarga ko'ra yuzaga keladi.
Ma'lumki, gaz molekulalari tasodifiy harakat qiladi. Ular harakatlanayotganda bir-biri bilan, shuningdek, gazni o'z ichiga olgan idishning devorlari bilan to'qnashadi. Gazda juda ko'p molekulalar mavjud va shuning uchun ularning ta'siri soni juda katta. Masalan, xonadagi havo molekulalarining 1 sekundda 1 sm 2 maydonga ega bo'lgan yuzaga ta'sir qilish soni yigirma uch xonali raqam sifatida ifodalanadi. Garchi ta'sir kuchi yagona molekula kichik, ammo barcha molekulalarning tomir devorlariga ta'siri sezilarli - bu gaz bosimini hosil qiladi.
Shunday qilib, gazning idish devorlariga (va gazga joylashtirilgan tanaga) bosimi gaz molekulalarining ta'siridan kelib chiqadi. .
Keling, ko'rib chiqaylik keyingi tajriba. Havo pompasi qo'ng'irog'i ostiga kauchuk to'p qo'ying. U oz miqdordagi havoni o'z ichiga oladi va tartibsiz shaklga ega. Keyin qo'ng'iroq ostidagi havoni pompalaymiz. To'pning qobig'i, uning atrofida havo tobora kamayib boradi, asta-sekin shishiradi va oddiy to'p shaklini oladi.
Ushbu tajribani qanday tushuntirish mumkin?
Siqilgan gazni saqlash va tashish uchun maxsus bardoshli po'lat tsilindrlardan foydalaniladi.
Bizning tajribamizda harakatlanuvchi gaz molekulalari to'pning ichki va tashqi devorlariga doimiy ravishda urildi. Havo tashqariga chiqarilganda, to'pning qobig'i atrofidagi qo'ng'iroqdagi molekulalar soni kamayadi. Ammo to'p ichida ularning soni o'zgarmaydi. Shuning uchun molekulalarning qobiqning tashqi devorlariga ta'sir qilish soni ichki devorlarga ta'sir qilish sonidan kamroq bo'ladi. To'p uning rezina qobig'ining elastik kuchi gaz bosimi kuchiga teng bo'lgunga qadar shishiradi. To'pning qobig'i to'p shaklini oladi. Bu shuni ko'rsatadi gaz uning devorlariga barcha yo'nalishlarda teng ravishda bosadi. Boshqacha qilib aytganda, sirt maydonining kvadrat santimetriga molekulyar ta'sirlar soni barcha yo'nalishlarda bir xil. Barcha yo'nalishlarda bir xil bosim gazga xosdir va juda ko'p miqdordagi molekulalarning tasodifiy harakatining natijasidir.
Keling, gaz hajmini kamaytirishga harakat qilaylik, lekin uning massasi o'zgarishsiz qolishi uchun. Bu shuni anglatadiki, gazning har bir kub santimetrida ko'proq molekulalar bo'ladi va gazning zichligi ortadi. Keyin molekulalarning devorlarga ta'siri soni ortadi, ya'ni gaz bosimi ortadi. Buni tajriba bilan tasdiqlash mumkin.
Rasmda A bir uchi yupqa rezina plyonka bilan yopilgan shisha naychani ko'rsatadi. Quvurga piston kiritilgan. Piston ichkariga kirganda, trubadagi havo hajmi kamayadi, ya'ni gaz siqiladi. Kauchuk plyonka tashqariga egilib, trubadagi havo bosimi ortganligini ko'rsatadi.
Aksincha, bir xil gaz massasining hajmi ortishi bilan har bir kub santimetrdagi molekulalar soni kamayadi. Bu idishning devorlariga ta'sir qilish sonini kamaytiradi - gaz bosimi kamroq bo'ladi. Haqiqatan ham, piston trubadan chiqarilganda, havo hajmi ortadi va plyonka idish ichida egiladi. Bu quvurdagi havo bosimining pasayishini ko'rsatadi. Agar naychada havo o'rniga boshqa gaz bo'lsa, xuddi shunday hodisalar kuzatiladi.
Shunday qilib, gazning massasi va harorati o'zgarmasligi sharti bilan gazning hajmi kamayganda uning bosimi ortadi, hajm oshganda esa bosim kamayadi..
Agar gaz doimiy hajmda qizdirilsa, uning bosimi qanday o'zgaradi? Ma'lumki, qizdirilganda gaz molekulalarining tezligi ortadi. Tezroq harakatlansa, molekulalar idishning devorlariga tez-tez uriladi. Bundan tashqari, molekulaning devorga har bir ta'siri kuchliroq bo'ladi. Natijada, idishning devorlari ko'proq bosimga duchor bo'ladi.
Demak, Gaz harorati qanchalik baland bo'lsa, yopiq idishdagi gaz bosimi shunchalik yuqori bo'ladi, gaz massasi va hajmi o'zgarmasligi sharti bilan.
Ushbu tajribalardan, odatda, shunday xulosaga kelish mumkin Gaz bosimi molekulalar tomir devorlariga qanchalik tez-tez va qattiqroq tegsa, ortadi .
Gazlarni saqlash va tashish uchun ular yuqori darajada siqiladi. Shu bilan birga, ularning bosimi ortadi, gazlar maxsus, juda bardoshli silindrlarga o'ralgan bo'lishi kerak. Bunday tsilindrlarda, masalan, suv osti kemalarida siqilgan havo va metallarni payvandlashda ishlatiladigan kislorod mavjud. Albatta, biz buni doimo yodda tutishimiz kerak gaz ballonlari isitish mumkin emas, ayniqsa ular gaz bilan to'ldirilgan bo'lsa. Chunki, biz allaqachon tushunganimizdek, portlash juda noxush oqibatlarga olib kelishi mumkin.
Paskal qonuni.
Bosim suyuqlik yoki gazning har bir nuqtasiga uzatiladi.
Pistonning bosimi to'pni to'ldiradigan suyuqlikning har bir nuqtasiga uzatiladi.
Endi gaz.
Qattiq jismlardan farqli o'laroq, suyuqlik va gazning alohida qatlamlari va kichik zarralari barcha yo'nalishlarda bir-biriga nisbatan erkin harakatlanishi mumkin. Masalan, suvning harakatlanishi uchun stakandagi suv yuzasiga engil zarba berish kifoya. Daryo yoki ko'lda eng kichik shabada to'lqinlar paydo bo'lishiga olib keladi.
Gaz va suyuqlik zarralarining harakatchanligi buni tushuntiradi ularga ta'sir qiladigan bosim faqat kuch yo'nalishi bo'yicha emas, balki har bir nuqtaga uzatiladi. Keling, ushbu hodisani batafsil ko'rib chiqaylik.
Rasmda, A gaz (yoki suyuqlik) bo'lgan idishni tasvirlaydi. Zarrachalar idish bo'ylab teng ravishda taqsimlanadi. Idish yuqoriga va pastga harakatlana oladigan piston bilan yopiladi.
Bir oz kuch qo'llash orqali biz pistonni bir oz ichkariga siljitishga majbur qilamiz va uning ostida joylashgan gazni (suyuqlikni) siqib chiqaramiz. Shunda zarrachalar (molekulalar) bu joyda avvalgidan ham zichroq joylashadi (b-rasm). Harakatchanlik tufayli gaz zarralari barcha yo'nalishlarda harakatlanadi. Natijada, ularning joylashishi yana bir xil, lekin avvalgidan ko'ra zichroq bo'ladi (v-rasm). Shuning uchun gaz bosimi hamma joyda ortadi. Bu gaz yoki suyuqlikning barcha zarralariga qo'shimcha bosim o'tkazilishini anglatadi. Shunday qilib, agar pistonning o'zi yaqinidagi gazga (suyuqlikka) bosim 1 Pa ga oshsa, u holda barcha nuqtalarda ichida gaz yoki suyuqlik bo'lsa, bosim avvalgidan bir xil miqdorda katta bo'ladi. Idishning devorlariga, pastki qismiga va pistonga bosim 1 Pa ga oshadi.
Suyuqlik yoki gazga ta'sir qiladigan bosim har qanday nuqtaga barcha yo'nalishlarda teng ravishda uzatiladi .
Ushbu bayonot deyiladi Paskal qonuni.
Paskal qonuniga asoslanib, quyidagi tajribalarni tushuntirish oson.
Rasmda turli joylarda kichik teshiklari bo'lgan ichi bo'sh to'p ko'rsatilgan. Piston o'rnatilgan to'pga trubka biriktirilgan. Agar siz to'pni suv bilan to'ldirib, trubkaga pistonni itarsangiz, to'pning barcha teshiklaridan suv oqib chiqadi. Bu tajribada trubadagi suv yuzasiga piston bosadi. Piston ostida joylashgan suv zarralari kondensatsiyalanib, uning bosimini chuqurroq yotadigan boshqa qatlamlarga o'tkazadi. Shunday qilib, pistonning bosimi to'pni to'ldiradigan suyuqlikning har bir nuqtasiga uzatiladi. Natijada, suvning bir qismi barcha teshiklardan oqib chiqadigan bir xil oqimlar shaklida to'pdan tashqariga suriladi.
Agar to'p tutun bilan to'ldirilgan bo'lsa, unda piston trubkaga surilganda, to'pning barcha teshiklaridan teng tutun oqimlari chiqa boshlaydi. Bu buni tasdiqlaydi gazlar ularga ko'rsatilgan bosimni barcha yo'nalishlarda teng ravishda uzatadi.
Suyuqlik va gazdagi bosim.
Suyuqlikning og'irligi ta'sirida trubkadagi kauchuk taglik egilib qoladi.
Yerdagi barcha jismlar singari suyuqliklar ham tortishish kuchiga ta'sir qiladi. Shuning uchun, idishga quyilgan suyuqlikning har bir qatlami o'z og'irligi bilan bosim hosil qiladi, bu Paskal qonuniga ko'ra, barcha yo'nalishlarda uzatiladi. Shuning uchun suyuqlik ichida bosim mavjud. Buni tajriba bilan tasdiqlash mumkin.
Shisha naychaga suv quying, uning pastki teshigi nozik kauchuk plyonka bilan yopiladi. Suyuqlikning og'irligi ta'sirida trubaning pastki qismi egilib qoladi.
Tajriba shuni ko'rsatadiki, rezina plyonka ustidagi suv ustuni qanchalik baland bo'lsa, u shunchalik egiladi. Ammo har safar rezina taglik egilgandan so'ng, trubadagi suv muvozanatga keladi (to'xtaydi), chunki tortishish kuchidan tashqari, cho'zilgan kauchuk plyonkaning elastik kuchi suvga ta'sir qiladi.
Kauchuk plyonkaga ta'sir qiluvchi kuchlar |
ikkala tomonda ham bir xil. |
Tasvir.
Pastki qismi og'irlik kuchining bosimi tufayli silindrdan uzoqlashadi.
Keling, suv quyilgan kauchuk tubli trubkani suv bilan boshqa, kengroq idishga tushiramiz. Ko'ramiz, trubka tushirilganda, kauchuk plyonka asta-sekin to'g'rilanadi. Filmning to'liq tekislanishi yuqoridan va pastdan unga ta'sir qiluvchi kuchlarning teng ekanligini ko'rsatadi. Filmning to'liq tekislanishi quvur va idishdagi suv sathi bir-biriga to'g'ri kelganda sodir bo'ladi.
Xuddi shu tajribani a rasmda ko'rsatilganidek, yon teshikni rezina plyonka qoplagan trubka bilan ham o'tkazish mumkin. Keling, rasmda ko'rsatilganidek, bu trubkani suv bilan boshqa suv idishiga botiramiz. b. Naycha va idishdagi suv sathi teng bo'lishi bilanoq plyonka yana to'g'rilanishini sezamiz. Bu kauchuk plyonkaga ta'sir qiluvchi kuchlar har tomondan bir xil ekanligini anglatadi.
Keling, tubi tushib ketishi mumkin bo'lgan idishni olaylik. Keling, uni suvli idishga solamiz. Pastki qism idishning chetiga mahkam bosiladi va tushmaydi. U pastdan yuqoriga yo'naltirilgan suv bosimining kuchi bilan bosiladi.
Biz idishga ehtiyotkorlik bilan suv quyamiz va uning tubini kuzatamiz. Idishdagi suv sathi idishdagi suv darajasiga to'g'ri kelishi bilan u idishdan uzoqlashadi.
Ajralish vaqtida idishdagi suyuqlik ustuni yuqoridan pastga bosiladi va bir xil balandlikdagi, lekin idishda joylashgan suyuqlik ustunidan bosim pastdan yuqoriga uzatiladi. Bu ikkala bosim ham bir xil, lekin pastki qismi silindrdan undagi ta'sir tufayli uzoqlashadi. o'z kuchi tortishish kuchi.
Suv bilan tajribalar yuqorida tavsiflangan, ammo agar siz suv o'rniga boshqa suyuqlikni olsangiz, tajriba natijalari bir xil bo'ladi.
Shunday qilib, tajribalar buni ko'rsatmoqda Suyuqlik ichida bosim mavjud va bir xil darajada barcha yo'nalishlarda teng. Chuqurlik bilan bosim kuchayadi.
Gazlar bu jihatdan suyuqliklardan farq qilmaydi, chunki ular ham og'irlikka ega. Ammo shuni yodda tutishimiz kerakki, gazning zichligi suyuqlik zichligidan yuzlab marta kamroq. Idishdagi gazning og'irligi kichik va ko'p hollarda uning "og'irlik" bosimini e'tiborsiz qoldirish mumkin.
Idishning pastki va devorlariga suyuqlik bosimini hisoblash.
Idishning pastki va devorlariga suyuqlik bosimini hisoblash.
Keling, idishning pastki va devorlariga suyuqlik bosimini qanday hisoblash mumkinligini ko'rib chiqaylik. Keling, birinchi navbatda to'rtburchaklar parallelepipedga o'xshash idish uchun masalani hal qilaylik.
Kuch F, bu idishga quyilgan suyuqlik uning pastki qismini bosadi, vaznga teng P idishdagi suyuqlik. Suyuqlikning og'irligini uning massasini bilish orqali aniqlash mumkin m. Ma'lumki, massani quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin: m = r·V. Biz tanlagan idishga quyilgan suyuqlik hajmini hisoblash oson. Agar idishdagi suyuqlik ustunining balandligi harf bilan belgilansa h, va idishning pastki qismining maydoni S, Bu V = S h.
Suyuq massa m = r·V, yoki m = r S h .
Ushbu suyuqlikning og'irligi P = gm, yoki P = g r S h.
Suyuqlik ustunining og'irligi suyuqlik idishning pastki qismini bosadigan kuchga teng bo'lganligi sababli, vaznni bo'lish orqali P maydon uchun S, biz suyuqlik bosimini olamiz p:
p = P/S yoki p = g·r·S·h/S,
Idishning pastki qismidagi suyuqlik bosimini hisoblash uchun formulani oldik. Bu formuladan ko'rinib turibdiki idishning pastki qismidagi suyuqlikning bosimi faqat suyuqlik ustunining zichligi va balandligiga bog'liq.
Shuning uchun, olingan formuladan foydalanib, idishga quyilgan suyuqlikning bosimini hisoblashingiz mumkin har qanday shakl(aniq aytganda, bizning hisobimiz faqat to'g'ri prizma va silindr shakliga ega bo'lgan idishlar uchun mos keladi. Institut uchun fizika kurslarida formula ixtiyoriy shakldagi idish uchun ham to'g'ri ekanligi isbotlangan). Bundan tashqari, u idishning devorlariga bosimni hisoblash uchun ishlatilishi mumkin. Suyuqlik ichidagi bosim, shu jumladan pastdan yuqoriga bosim ham ushbu formula yordamida hisoblanadi, chunki bir xil chuqurlikdagi bosim barcha yo'nalishlarda bir xil bo'ladi.
Formuladan foydalanib bosimni hisoblashda p = grh sizga zichlik kerak ρ boshiga kilogrammda ifodalanadi kubometr(kg/m 3) va suyuqlik ustunining balandligi h- metrda (m), g= 9,8 N/kg, keyin bosim paskallarda (Pa) ifodalanadi.
Misol. Neft ustunining balandligi 10 m, zichligi 800 kg/m3 bo‘lsa, idish tubidagi neft bosimini aniqlang.
Keling, masalaning shartini yozamiz va uni yozamiz.
Berilgan :
r = 800 kg/m3
Yechim :
p = 9,8 N / kg · 800 kg / m 3 · 10 m ≈ 80,000 Pa ≈ 80 kPa.
Javob : p ≈ 80 kPa.
Aloqa kemalari.
Aloqa kemalari.
Rasmda rezina trubka bilan bir-biriga bog'langan ikkita idish ko'rsatilgan. Bunday kemalar deyiladi muloqot qilish. Sug'orish idishi, choynak va qahva idishi aloqa idishlariga misoldir. Tajribadan bilamizki, masalan, sug'orish idishiga quyilgan suv har doim nay va ichkarida bir xil darajada bo'ladi.
Biz tez-tez aloqa kemalariga duch kelamiz. Misol uchun, bu choynak, sug'orish idishi yoki kofe idishi bo'lishi mumkin. |
Bir hil suyuqlikning sirtlari har qanday shakldagi aloqa tomirlarida bir xil darajada o'rnatiladi. |
Turli xil zichlikdagi suyuqliklar. |
Quyidagi oddiy tajriba aloqa kemalari bilan amalga oshirilishi mumkin. Tajriba boshida rezina trubkani o'rtasiga qistirib, naychalardan biriga suv quyamiz. Keyin biz qisqichni ochamiz va suv ikkala trubadagi suv sathlari bir xil darajada bo'lgunga qadar bir zumda boshqa trubkaga oqadi. Siz trubalardan birini tripodga ulashingiz, ikkinchisini esa turli yo'nalishlarda ko'tarishingiz, tushirishingiz yoki egishingiz mumkin. Va bu holda, suyuqlik tinchlanishi bilanoq, uning ikkala naychadagi darajasi tenglashadi.
Har qanday shakldagi va kesmadagi aloqa idishlarida bir hil suyuqlikning sirtlari bir xil darajada o'rnatiladi.(suyuqlik ustidagi havo bosimi bir xil bo'lishi sharti bilan) (109-rasm).
Buni quyidagicha asoslash mumkin. Suyuqlik bir idishdan ikkinchisiga o'tmasdan dam oladi. Bu shuni anglatadiki, har qanday darajadagi ikkala tomirdagi bosim bir xil. Ikkala idishdagi suyuqlik bir xil, ya'ni bir xil zichlikka ega. Shuning uchun uning balandligi bir xil bo'lishi kerak. Biz bitta idishni ko'targanimizda yoki unga suyuqlik qo'shsak, undagi bosim ortadi va bosimlar muvozanatlashguncha suyuqlik boshqa idishga o'tadi.
Agar aloqa qiluvchi idishlardan biriga bir zichlikdagi suyuqlik quyilsa, ikkinchisiga esa boshqa zichlikdagi suyuqlik quyilsa, muvozanat holatida bu suyuqliklarning darajalari bir xil bo'lmaydi. Va bu tushunarli. Biz bilamizki, idishning pastki qismidagi suyuqlik bosimi ustun balandligi va suyuqlikning zichligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Va bu holda, suyuqliklarning zichligi boshqacha bo'ladi.
Agar bosimlar teng bo'lsa, zichligi yuqori bo'lgan suyuqlik ustunining balandligi pastroq suyuqlik ustunining balandligidan kichik bo'ladi (rasm).
Tajriba. Havoning massasini qanday aniqlash mumkin.
Havo og'irligi. Atmosfera bosimi.
Atmosfera bosimining mavjudligi.
Atmosfera bosimi idishdagi kam uchraydigan havo bosimidan kattaroqdir.
Havo, Yerdagi har qanday jism singari, tortishish kuchiga ta'sir qiladi va shuning uchun havo og'irligiga ega. Agar siz uning massasini bilsangiz, havoning og'irligini hisoblash oson.
Biz sizga havo massasini qanday hisoblashni eksperimental ravishda ko'rsatamiz. Buning uchun siz tiqin bilan mustahkam shisha to'pni va qisqichli kauchuk naychani olishingiz kerak. Keling, undan havo chiqaramiz, trubkani qisqich bilan mahkamlaymiz va uni tarozida muvozanatlashtiramiz. Keyin, kauchuk trubkadagi qisqichni oching, unga havo kiriting. Bu tarozi muvozanatini buzadi. Uni qayta tiklash uchun siz tarozining boshqa panasiga og'irliklarni qo'yishingiz kerak bo'ladi, ularning massasi to'p hajmidagi havo massasiga teng bo'ladi.
Tajribalar shuni ko'rsatdiki, 0 ° C haroratda va normal atmosfera bosimida 1 m 3 hajmdagi havo massasi 1,29 kg ga teng. Ushbu havoning og'irligini hisoblash oson:
P = g m, P = 9,8 N / kg 1,29 kg ≈ 13 N.
Yerni o'rab turgan havo qobig'i deyiladi atmosfera (yunon tilidan atmosfera- bug ', havo va shar- to'p).
Sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshlarining parvozi kuzatuvlari shuni ko'rsatadiki, atmosfera bir necha ming kilometr balandlikda joylashgan.
Gravitatsiya ta'sirida atmosferaning yuqori qatlamlari okean suvi kabi pastki qatlamlarni siqib chiqaradi. Erga to'g'ridan-to'g'ri qo'shni havo qatlami eng ko'p siqiladi va Paskal qonuniga ko'ra, unga ko'rsatilgan bosimni barcha yo'nalishlarga uzatadi.
Buning natijasida er yuzasi va uning ustida joylashgan jismlar havoning butun qalinligidan bosimni boshdan kechirishadi yoki odatda bunday hollarda aytilgandek, tajribaga ega. atmosfera bosimi .
Atmosfera bosimining mavjudligi hayotda duch keladigan ko'plab hodisalarni tushuntirishi mumkin. Keling, ulardan ba'zilarini ko'rib chiqaylik.
Rasmda shisha naycha ko'rsatilgan, uning ichida trubaning devorlariga mahkam o'rnashgan piston mavjud. Naychaning uchi suvga tushiriladi. Agar siz pistonni ko'tarsangiz, uning orqasida suv ko'tariladi.
Ushbu hodisa suv nasoslarida va boshqa ba'zi qurilmalarda qo'llaniladi.
Rasmda silindrsimon idish ko'rsatilgan. U tiqin bilan yopiladi, unga kranli trubka kiritilgan. Havo nasos yordamida idishdan chiqariladi. Keyin trubaning uchi suvga joylashtiriladi. Agar siz hozir jo'mrakni ochsangiz, suv idishning ichki qismiga favvora kabi sepiladi. Suv idishga kiradi, chunki atmosfera bosimi idishdagi kam uchraydigan havo bosimidan kattaroqdir.
Nima uchun Yerning havo qobig'i mavjud?
Barcha jismlar singari, Yerning havo qobig'ini tashkil etuvchi gaz molekulalari ham Yerga tortiladi.
Ammo nega ularning hammasi Yer yuzasiga tushmaydi? Yerning havo qobig'i va uning atmosferasi qanday saqlanadi? Buni tushunish uchun gaz molekulalari uzluksiz va tasodifiy harakatda ekanligini hisobga olishimiz kerak. Ammo keyin yana bir savol tug'iladi: nega bu molekulalar kosmosga, ya'ni kosmosga uchib ketmaydi.
Yerni butunlay tark etish uchun, kosmik kema yoki raketa kabi molekula juda ko'p bo'lishi kerak yuqori tezlik(kamida 11,2 km/s). Bu shunday deyiladi ikkinchi qochish tezligi. Yerning havo qobig'idagi aksariyat molekulalarning tezligi bu qochish tezligidan sezilarli darajada past. Shuning uchun ularning aksariyati Yer bilan tortishish kuchi bilan bog'langan, faqat arzimas miqdordagi molekulalar Yerdan tashqarida kosmosga uchadi.
Molekulalarning tasodifiy harakati va ularga tortishishning ta'siri natijasida gaz molekulalari Yer yaqinidagi kosmosda "suzadi", havo konvertini yoki bizga ma'lum bo'lgan atmosferani hosil qiladi.
O'lchovlar shuni ko'rsatadiki, havo zichligi balandlik bilan tez kamayadi. Demak, Yerdan 5,5 km balandlikda havo zichligi Yer yuzasidagi zichligidan 2 baravar, 11 km balandlikda 4 baravar kam va hokazo. Qanchalik baland boʻlsa, shuncha kam uchraydi. havo. Va nihoyat, eng ko'p yuqori qatlamlar(Yerdan yuzlab va minglab kilometr balandlikda) atmosfera asta-sekin havosiz fazoga aylanadi. Yerning havo qobig'i aniq chegaraga ega emas.
To'g'ri aytganda, tortishish ta'siridan har qanday yopiq idishdagi gaz zichligi idishning butun hajmida bir xil emas. Idishning pastki qismida gaz zichligi uning yuqori qismlariga qaraganda kattaroqdir, shuning uchun idishdagi bosim bir xil emas. Idishning pastki qismida yuqori qismiga qaraganda kattaroqdir. Biroq, idishdagi gaz uchun zichlik va bosimdagi bu farq shunchalik kichikki, ko'p hollarda uni butunlay e'tiborsiz qoldirish mumkin, faqat bu haqda ma'lum. Ammo bir necha ming kilometrdan ortiq bo'lgan atmosfera uchun bu farq juda katta.
Atmosfera bosimini o'lchash. Torricelli tajribasi.
Suyuq ustunning bosimini hisoblash formulasi yordamida atmosfera bosimini hisoblash mumkin emas (§ 38). Bunday hisoblash uchun siz atmosferaning balandligi va havo zichligini bilishingiz kerak. Ammo atmosferaning aniq chegarasi yo'q va turli balandliklarda havo zichligi har xil. Biroq, atmosfera bosimini 17-asrda italiyalik olim tomonidan taklif qilingan tajriba yordamida o'lchash mumkin. Evangelista Torricelli , Galileyning shogirdi.
Torricelli tajribasi quyidagilardan iborat: uzunligi taxminan 1 m, bir uchi muhrlangan shisha naycha simob bilan to'ldirilgan. Keyin trubaning ikkinchi uchini mahkam yopib, u ag'dariladi va simob kosasiga tushiriladi, u erda simob darajasida naychaning bu uchi ochiladi. Suyuqlik bilan har qanday tajribada bo'lgani kabi, simobning bir qismi kosaga quyiladi va uning bir qismi naychada qoladi. Naychada qolgan simob ustunining balandligi taxminan 760 mm. Naycha ichidagi simob ustida havo yo'q, havosiz bo'shliq mavjud, shuning uchun hech qanday gaz yuqoridan ushbu trubka ichidagi simob ustuniga bosim o'tkazmaydi va o'lchovlarga ta'sir qilmaydi.
Yuqorida tavsiflangan tajribani taklif qilgan Torricelli ham o'z izohini berdi. Atmosfera kubokdagi simob yuzasiga bosim o'tkazadi. Merkuriy muvozanatda. Bu quvur ichidagi bosim darajasida ekanligini anglatadi ahh 1 (rasmga qarang) atmosfera bosimiga teng. Atmosfera bosimi o'zgarganda, naychadagi simob ustunining balandligi ham o'zgaradi. Bosim oshgani sayin ustun uzayadi. Bosim pasayganda, simob ustuni balandligini pasaytiradi.
Naychaning aa1 darajasidagi bosim simob ustunining og'irligi bilan hosil bo'ladi, chunki trubaning yuqori qismida simob ustida havo yo'q. Bundan kelib chiqadi atmosfera bosimi quvurdagi simob ustunining bosimiga teng , ya'ni.
p atm = p simob
Atmosfera bosimi qanchalik baland bo'lsa, Torricelli tajribasida simob ustuni shunchalik yuqori bo'ladi. Shuning uchun amalda atmosfera bosimi simob ustunining balandligi (millimetr yoki santimetr) bilan o'lchanishi mumkin. Agar, masalan, atmosfera bosimi 780 mm Hg bo'lsa. Art. (ular "simob millimetrlari" deyishadi), bu havo 780 mm balandlikdagi simobning vertikal ustuni bilan bir xil bosim hosil qilishini anglatadi.
Shuning uchun, bu holda, atmosfera bosimi uchun o'lchov birligi 1 millimetr simob (1 mm Hg) dir. Keling, ushbu birlik va bizga ma'lum bo'lgan birlik o'rtasidagi munosabatni topamiz - paskal(Pa).
1 mm balandlikdagi simob ustunining bosimi r ga teng:
p = g·r·h, p= 9,8 N / kg · 13,600 kg / m 3 · 0,001 m ≈ 133,3 Pa.
Shunday qilib, 1 mm Hg. Art. = 133,3 Pa.
Hozirgi vaqtda atmosfera bosimi odatda gektopaskallarda o'lchanadi (1 hPa = 100 Pa). Masalan, ob-havo ma'lumotlari bosimning 1013 hPa ekanligini e'lon qilishi mumkin, bu 760 mmHg bilan bir xil. Art.
Torricelli har kuni naychadagi simob ustunining balandligini kuzatib, bu balandlikning o'zgarishini, ya'ni atmosfera bosimi doimiy emasligini, u ko'tarilishi va kamayishi mumkinligini aniqladi. Torricelli, shuningdek, atmosfera bosimi ob-havoning o'zgarishi bilan bog'liqligini ta'kidladi.
Torricelli tajribasida foydalanilgan simob trubasiga vertikal shkalani biriktirsangiz, siz shunday bo'lasiz. eng oddiy qurilma - simob barometri (yunon tilidan baros- og'irlik, metr- Men o'lchayman). Atmosfera bosimini o'lchash uchun ishlatiladi.
Barometr - aneroid.
Amalda, atmosfera bosimini o'lchash uchun metall barometr deb ataladigan metall barometr ishlatiladi. aneroid (yunon tilidan tarjima qilingan - aneroid). Barometr shunday deb ataladi, chunki unda simob yo'q.
Aneroidning ko'rinishi rasmda ko'rsatilgan. Uning asosiy qismi to'lqinli (gofrirovka qilingan) yuzasiga ega bo'lgan metall quti 1 (boshqa rasmga qarang). Bu qutidan havo chiqariladi va atmosfera bosimining qutini maydalashiga yo'l qo'ymaslik uchun uning qopqog'i 2 prujina bilan yuqoriga tortiladi. Atmosfera bosimi ortishi bilan qopqoq pastga egilib, kamonni tortadi. Bosim pasayganda, kamon qopqoqni to'g'rilaydi. Bosim o'zgarganda o'ngga yoki chapga harakatlanadigan uzatish mexanizmi 3 yordamida bahorga indikatorli o'q 4 biriktirilgan. O'q ostida shkala mavjud bo'lib, uning bo'linmalari simob barometrining ko'rsatkichlariga muvofiq belgilanadi. Shunday qilib, aneroid ignasi turgan 750 raqami (rasmga qarang) hozirgi vaqtda simob barometrida simob ustunining balandligi 750 mm ekanligini ko'rsatadi.
Shuning uchun atmosfera bosimi 750 mmHg ni tashkil qiladi. Art. yoki ≈ 1000 hPa.
Atmosfera bosimining qiymati yaqin kunlar uchun ob-havoni bashorat qilish uchun juda muhimdir, chunki atmosfera bosimining o'zgarishi ob-havoning o'zgarishi bilan bog'liq. Barometr meteorologik kuzatuvlar uchun zarur asbobdir.
Turli balandliklarda atmosfera bosimi.
Suyuqlikda bosim, biz bilganimizdek, suyuqlikning zichligiga va uning ustunining balandligiga bog'liq. Past siqilish tufayli suyuqlikning turli xil chuqurlikdagi zichligi deyarli bir xil. Shuning uchun bosimni hisoblashda biz uning zichligini doimiy deb hisoblaymiz va faqat balandlikning o'zgarishini hisobga olamiz.
Gazlar bilan bog'liq vaziyat yanada murakkab. Gazlar yuqori siqilish xususiyatiga ega. Va gaz qanchalik ko'p siqilgan bo'lsa, uning zichligi shunchalik ko'p bo'ladi va u ishlab chiqaradigan bosim shunchalik yuqori bo'ladi. Axir, gaz bosimi uning molekulalarining tana yuzasiga ta'siridan hosil bo'ladi.
Yer yuzasidagi havo qatlamlari ularning ustida joylashgan barcha havo qatlamlari tomonidan siqiladi. Ammo havo qatlami sirtdan qanchalik baland bo'lsa, u qanchalik zaif siqiladi, uning zichligi past bo'ladi. Shuning uchun u kamroq bosim hosil qiladi. Agar, masalan, shar Yer yuzasidan ko'tariladi, to'pga havo bosimi kamroq bo'ladi. Bu nafaqat uning ustidagi havo ustunining balandligi pasayganligi sababli, balki havo zichligi pasayganligi sababli ham sodir bo'ladi. U tepada pastdan kichikroq. Shuning uchun havo bosimining balandlikka bog'liqligi suyuqliklarga qaraganda ancha murakkab.
Kuzatishlar shuni ko'rsatadiki, dengiz sathida joylashgan hududlarda atmosfera bosimi o'rtacha 760 mm Hg ni tashkil qiladi. Art.
0 ° C haroratda balandligi 760 mm simob ustunining bosimiga teng bo'lgan atmosfera bosimi normal atmosfera bosimi deb ataladi..
Oddiy atmosfera bosimi 101,300 Pa = 1013 hPa ga teng.
Dengiz sathidan qanchalik baland bo'lsa, bosim shunchalik past bo'ladi.
Kichik ko'tarilishlarda o'rtacha har 12 m ko'tarilish uchun bosim 1 mmHg ga kamayadi. Art. (yoki 1,33 hPa).
Bosimning balandlikka bog'liqligini bilgan holda, barometr ko'rsatkichlarining o'zgarishi bilan dengiz sathidan balandlikni aniqlash mumkin. Dengiz sathidan balandlikni to'g'ridan-to'g'ri o'lchash mumkin bo'lgan shkalaga ega bo'lgan aneroidlar deyiladi balandlik o'lchagichlar . Ular aviatsiya va toqqa chiqishda qo'llaniladi.
Bosim o'lchagichlar.
Biz allaqachon bilamizki, barometrlar atmosfera bosimini o'lchash uchun ishlatiladi. Atmosfera bosimidan kattaroq yoki kamroq bosimlarni o'lchash uchun u ishlatiladi bosim o'lchagichlari (yunon tilidan manos- kamdan-kam, bo'sh, metr- Men o'lchayman). Bosim o'lchagichlari mavjud suyuqlik Va metall.
|
|
Avval qurilma va harakatni ko'rib chiqaylik. ochiq suyuqlik bosimi o'lchagich . U ikki oyoqli shisha naychadan iborat bo'lib, ichiga suyuqlik quyiladi. Suyuqlik ikkala tirsakda bir xil darajada o'rnatiladi, chunki tomir tirsaklarida uning yuzasida faqat atmosfera bosimi ta'sir qiladi.
Bunday bosim o'lchagichning qanday ishlashini tushunish uchun uni rezina naycha bilan yumaloq tekis qutiga ulash mumkin, uning bir tomoni rezina plyonka bilan qoplangan. Agar siz barmog'ingizni plyonkaga bossangiz, qutiga ulangan bosim o'lchagich tirsagidagi suyuqlik darajasi pasayadi, boshqa tirsagida esa ko'tariladi. Buni nima tushuntiradi?
Filmga bosilganda, qutidagi havo bosimi ortadi. Paskal qonuniga ko'ra, bosimning bu ortishi qutiga ulangan bosim o'lchagich tirsagidagi suyuqlikka ham uzatiladi. Shuning uchun, bu tirsakdagi suyuqlikdagi bosim boshqasiga qaraganda kattaroq bo'ladi, bu erda suyuqlikka faqat atmosfera bosimi ta'sir qiladi. Ushbu ortiqcha bosim kuchi ostida suyuqlik harakatlana boshlaydi. Siqilgan havo bilan tirsakda suyuqlik tushadi, ikkinchisida esa ko'tariladi. Siqilgan havoning ortiqcha bosimi bosim o'lchagichning boshqa oyog'idagi suyuqlikning ortiqcha ustuni tomonidan ishlab chiqarilgan bosim bilan muvozanatlanganda suyuqlik muvozanatga keladi (to'xtaydi).
Filmni qanchalik qattiq bossangiz, ortiqcha suyuqlik ustuni qanchalik baland bo'lsa, uning bosimi shunchalik yuqori bo'ladi. Demak, bosimning o'zgarishi bu ortiqcha ustunning balandligi bilan baholanishi mumkin.
Rasmda bunday bosim o'lchagich suyuqlik ichidagi bosimni qanday o'lchashi mumkinligini ko'rsatadi. Quvur suyuqlikka qanchalik chuqur botirilsa, bosim o'lchagich tirsaklaridagi suyuqlik ustunlari balandligidagi farq shunchalik katta bo'ladi., shuning uchun va suyuqlik tomonidan ko'proq bosim hosil bo'ladi.
Agar siz qurilma qutisini suyuqlik ichida bir oz chuqurlikka o'rnatsangiz va uni plyonka bilan yuqoriga, yon tomonga va pastga aylantirsangiz, bosim o'lchagich ko'rsatkichlari o'zgarmaydi. Bu shunday bo'lishi kerak, chunki suyuqlik ichidagi bir xil darajada, bosim barcha yo'nalishlarda teng bo'ladi.
Rasmda ko'rsatilgan metall bosim o'lchagich . Bunday bosim o'lchagichning asosiy qismi quvurga egilgan metall quvurdir 1 , uning bir uchi yopiq. Kran yordamida trubaning boshqa uchi 4 bosim o'lchanadigan idish bilan aloqa qiladi. Bosim oshgani sayin trubka egilib qoladi. Tutqich yordamida uning yopiq uchini harakatlantirish 5 va tishlar 3 strelkaga uzatiladi 2 , asboblar shkalasi yaqinida harakatlanadi. Bosim pasayganda, quvur elastikligi tufayli avvalgi holatiga qaytadi va strelka shkalaning nol bo'linishiga qaytadi.
Pistonli suyuqlik pompasi.
Biz ilgari ko'rib chiqqan tajribada (§ 40) atmosfera bosimi ta'sirida shisha naychadagi suv piston orqasidan yuqoriga ko'tarilganligi aniqlandi. Bu harakat nimaga asoslanadi. piston nasoslar
Nasos sxematik tarzda rasmda ko'rsatilgan. U silindrdan iborat bo'lib, uning ichida piston yuqoriga va pastga siljiydi, idishning devorlariga mahkam yopishadi. 1 . Valflar silindrning pastki qismida va pistonning o'zida o'rnatiladi 2 , faqat yuqoriga qarab ochiladi. Piston yuqoriga qarab harakat qilganda, atmosfera bosimi ta'sirida suv quvurga kiradi, pastki valfni ko'taradi va piston orqasida harakat qiladi.
Piston pastga qarab harakatlanayotganda, piston ostidagi suv pastki valfni bosadi va u yopiladi. Shu bilan birga, suv bosimi ostida, piston ichidagi valf ochiladi va suv piston ustidagi bo'shliqqa oqadi. Keyingi safar piston yuqoriga qarab harakat qilganda, uning ustidagi suv ham ko'tariladi va chiqish trubasiga quyiladi. Shu bilan birga, pistonning orqasida suvning yangi qismi ko'tariladi, u keyinchalik piston tushirilganda uning ustida paydo bo'ladi va nasos ishlayotganda bu jarayon qayta-qayta takrorlanadi.
Gidravlik press.
Paskal qonuni harakatni tushuntiradi gidravlika mashinasi (yunon tilidan gidravlika- suv). Bular ishi suyuqliklarning harakat va muvozanat qonunlariga asoslangan mashinalardir.
Shlangi mashinaning asosiy qismi ikkita tsilindrdir turli diametrlar, pistonlar va birlashtiruvchi trubka bilan jihozlangan. Pistonlar va kolba ostidagi bo'shliq suyuqlik (odatda mineral moy) bilan to'ldiriladi. Porshenlarga hech qanday kuch ta'sir qilmasa, ikkala tsilindrdagi suyuqlik ustunlarining balandligi bir xil bo'ladi.
Keling, kuchlar deb faraz qilaylik F 1 va F 2 - pistonlarga ta'sir qiluvchi kuchlar, S 1 va S 2 - piston joylari. Birinchi (kichik) piston ostidagi bosim teng p 1 = F 1 / S 1 va ikkinchi ostida (katta) p 2 = F 2 / S 2. Paskal qonuniga ko'ra, bosim barcha yo'nalishlarda tinch holatda suyuqlik bilan teng ravishda uzatiladi, ya'ni. p 1 = p 2 yoki F 1 / S 1 = F 2 / S 2, dan:
F 2 / F 1 = S 2 / S 1 .
Shuning uchun, kuch F 2 shunchalik ko'p marta kuch F 1 , Katta pistonning maydoni kichik pistonning maydonidan necha marta katta?. Masalan, agar katta pistonning maydoni 500 sm2, kichiki esa 5 sm2 bo'lsa va kichik pistonga 100 N kuch ta'sir etsa, u holda 100 marta kattaroq, ya'ni 10000 N kuch bo'ladi. kattaroq pistonda harakat qiling.
Shunday qilib, gidravlika mashinasi yordamida kattaroq kuchni kichik kuch bilan muvozanatlash mumkin.
Munosabat F 1 / F 2 kuchning oshishini ko'rsatadi. Misol uchun, berilgan misolda kuchning ortishi 10000 N / 100 N = 100 ni tashkil qiladi.
Bosish (siqish) uchun ishlatiladigan gidravlik mashina deyiladi gidravlik press .
Ko'proq kuch talab qilinadigan joylarda gidravlik presslar qo'llaniladi. Misol uchun, moy tegirmonlarida urug'lardan moyni siqish uchun, fanera, karton, pichanni presslash uchun. Metallurgiya zavodlarida gidravlik presslar po‘lat mashina vallari, temir yo‘l g‘ildiraklari va boshqa ko‘plab mahsulotlarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Zamonaviy gidravlik presslar o'nlab va yuzlab million nyuton kuchlarini ishlab chiqishi mumkin.
Shlangi pressning tuzilishi rasmda sxematik tarzda ko'rsatilgan. Bosilgan korpus 1 (A) katta piston 2 (B) ga ulangan platformaga joylashtiriladi. Kichik piston 3 (D) yordamida suyuqlikda yuqori bosim hosil bo'ladi. Bu bosim tsilindrlarni to'ldiruvchi suyuqlikning har bir nuqtasiga uzatiladi. Shuning uchun, xuddi shunday bosim ikkinchi, kattaroq pistonga ta'sir qiladi. Ammo ikkinchi (katta) pistonning maydoni kichikning maydonidan kattaroq bo'lganligi sababli, unga ta'sir qiluvchi kuch piston 3 (D) ga ta'sir qiluvchi kuchdan kattaroq bo'ladi. Ushbu kuch ta'sirida piston 2 (B) ko'tariladi. Piston 2 (B) ko'tarilganda, tanasi (A) statsionar yuqori platformaga tayanadi va siqiladi. Bosim o'lchagich 4 (M) suyuqlik bosimini o'lchaydi. Xavfsizlik valfi 5 (P) suyuqlik bosimi ruxsat etilgan qiymatdan oshib ketganda avtomatik ravishda ochiladi.
Kichik tsilindrdan kattasiga suyuqlik kichik piston 3 (D) ning takroriy harakatlari bilan pompalanadi. Bu quyidagicha amalga oshiriladi. Kichik piston (D) ko'tarilganda, valf 6 (K) ochiladi va suyuqlik piston ostidagi bo'shliqqa so'riladi. Kichik piston suyuqlik bosimi ta'sirida tushirilganda, valf 6 (K) yopiladi va valf 7 (K") ochiladi va suyuqlik katta idishga oqib chiqadi.
Suv va gazning ularga botgan tanaga ta'siri.
Suv ostida havoda ko'tarish qiyin bo'lgan toshni osongina ko'taramiz. Agar siz tiqinni suv ostiga qo'ysangiz va uni qo'lingizdan qo'yib yuborsangiz, u suzib ketadi. Bu hodisalarni qanday izohlash mumkin?
Biz bilamizki (§ 38) suyuqlik idishning pastki va devorlariga bosadi. Va agar suyuqlik ichiga qandaydir qattiq jism qo'yilsa, u ham idishning devorlari kabi bosimga duchor bo'ladi.
Keling, suyuqlikdan unga botirilgan jismga ta'sir qiluvchi kuchlarni ko'rib chiqaylik. Mulohaza yuritishni osonlashtirish uchun asoslari suyuqlik yuzasiga parallel bo'lgan parallelepiped shakliga ega bo'lgan tanani tanlaylik (rasm). Harakat qiluvchi kuchlar yon yuzlar jismlar juftlikda teng va bir-birini muvozanatlashtiradi. Ushbu kuchlar ta'sirida tana qisqaradi. Ammo tananing yuqori va pastki qirralariga ta'sir qiluvchi kuchlar bir xil emas. Yuqori chekka yuqoridan kuch bilan bosiladi F Yuqori suyuqlikning 1 ustuni h 1. Pastki chekka darajasida bosim balandligi bo'lgan suyuqlik ustunini hosil qiladi h 2. Bu bosim, biz bilganimizdek (§ 37) suyuqlik ichida barcha yo'nalishlarda uzatiladi. Binobarin, kuch bilan tananing pastki yuzida pastdan yuqoriga F 2 yuqori suyuqlik ustunini bosadi h 2. Lekin h yana 2 ta h 1, shuning uchun kuch moduli F Yana 2 ta quvvat moduli F 1. Shuning uchun tana suyuqlikdan kuch bilan itarib yuboriladi F Vt, kuchlar farqiga teng F 2 - F 1, ya'ni.
|
|
Lekin S·h = V, bu yerda V - parallelepiped hajmi, r f ·V = m f - parallelepiped hajmidagi suyuqlik massasi. Demak, F tashqari = g m w = P w, ya'ni suzuvchi kuch suyuqlikning unga botgan jism hajmidagi og'irligiga teng(suzuvchi kuch unga botgan jismning hajmi bilan bir xil hajmdagi suyuqlikning og'irligiga teng). Jismni suyuqlikdan itarib yuboradigan kuchning mavjudligini tajribada aniqlash oson. Rasmda A oxirida o'q ko'rsatkichi bilan buloqqa osilgan tanani ko'rsatadi. Ok, tripoddagi kamonning kuchlanishini belgilaydi. Tana suvga chiqarilganda, buloq qisqaradi (1-rasm). b). Agar siz tanada pastdan yuqoriga bir oz kuch bilan harakat qilsangiz, masalan, qo'lingiz bilan bossangiz (ko'tarsangiz) bahorning bir xil qisqarishi olinadi. Shuning uchun tajriba buni tasdiqlaydi suyuqlikdagi jismga tanani suyuqlikdan itarib yuboradigan kuch ta'sir qiladi. Ma’lumki, Paskal qonuni gazlar uchun ham amal qiladi. Shunung uchun gazdagi jismlar ularni gazdan itarib yuboradigan kuchga ta'sir qiladi. Ushbu kuch ta'sirida sharlar yuqoriga ko'tariladi. Jismni gazdan itarib yuboruvchi kuchning mavjudligini tajribada ham kuzatish mumkin. Biz shisha sharni yoki tiqin bilan yopilgan katta kolbani qisqartirilgan shkaladan osib qo'yamiz. Tarozilar muvozanatlashgan. Keyin kolba (yoki shar) ostiga keng idish qo'yiladi, shunda u butun kolbani o'rab oladi. Idish karbonat angidrid bilan to'ldirilgan bo'lib, uning zichligi havo zichligidan kattaroqdir (shuning uchun karbonat angidrid cho'kib ketadi va idishni to'ldiradi, undan havoni siqib chiqaradi). Bunday holda, tarozilarning muvozanati buziladi. Osilgan kolba bilan stakan yuqoriga ko'tariladi (rasm). Karbonat angidridga botirilgan kolba havoda unga ta'sir etuvchi kuchdan ko'ra ko'proq suzuvchi kuchga ega. Jismni suyuqlik yoki gazdan itarib yuboradigan kuch bu jismga qo'llaniladigan tortishish kuchiga qarama-qarshi yo'naltiriladi.. Shuning uchun, prolkosmos). Aynan shuning uchun biz suvda ba'zan havoda ushlab turish qiyin bo'lgan jismlarni osongina ko'taramiz. Buloqdan kichik chelak va silindrsimon korpus osilgan (rasm, a). Tripoddagi o'q buloqning cho'zilishini bildiradi. Bu tananing havodagi og'irligini ko'rsatadi. Korpusni ko'targandan so'ng, uning ostiga quyma trubkasi darajasiga qadar suyuqlik bilan to'ldirilgan quyma idish qo'yiladi. Shundan so'ng tana butunlay suyuqlikka botiriladi (rasm, b). Xuddi o'sha payt hajmi tananing hajmiga teng bo'lgan suyuqlikning bir qismi quyiladi stakanga quyiladigan idishdan. Bahor qisqaradi va bahor ko'rsatkichi ko'tariladi, bu suyuqlikdagi tana vaznining kamayishini ko'rsatadi. Bunday holda, tortishish kuchidan tashqari, tanaga boshqa kuch ham ta'sir qiladi va uni suyuqlikdan tashqariga chiqaradi. Agar stakandagi suyuqlik yuqori chelakka quyilsa (ya'ni, tanani almashtirgan suyuqlik), u holda bahor ko'rsatkichi dastlabki holatiga qaytadi (rasm, c).
Ushbu tajribaga asoslanib, shunday xulosaga kelish mumkin suyuqlikka to'liq botgan jismni itarib yuboradigan kuch bu jism hajmidagi suyuqlikning og'irligiga teng . Xuddi shu xulosani § 48 da oldik. Agar xuddi shunday tajriba qandaydir gazga botirilgan jism bilan o'tkazilsa, buni ko'rsatadi jismni gazdan itarib yuboruvchi kuch ham tananing hajmida olingan gazning og'irligiga teng . Jismni suyuqlik yoki gazdan itarib yuboradigan kuch deyiladi Arximed kuchi, olim sharafiga Arximed , birinchi bo'lib uning mavjudligiga ishora qilgan va uning qiymatini hisoblagan. Shunday qilib, tajriba Arximed (yoki suzuvchi) kuchning tananing hajmidagi suyuqlikning og'irligiga teng ekanligini tasdiqladi, ya'ni. F A = P f = g m va. Jism tomonidan siqib chiqarilgan suyuqlik mf massasi uning zichligi rf va suyuqlikka botgan jismning Vt hajmi orqali ifodalanishi mumkin (chunki Vf - tana siqib chiqargan suyuqlik hajmi Vt ga teng - suvga botgan tananing hajmi). suyuqlikda), ya'ni m f = r f ·V t bo'lsa, biz quyidagilarni olamiz: F A= g·r va · V T Binobarin, Arximed kuchi tana botgan suyuqlikning zichligiga va bu jismning hajmiga bog'liq. Ammo bu, masalan, suyuqlikka botgan tananing moddasining zichligiga bog'liq emas, chunki bu miqdor hosil bo'lgan formulaga kiritilmagan. Keling, suyuqlikka (yoki gazga) botirilgan tananing og'irligini aniqlaylik. Bu holda tanaga ta'sir qiluvchi ikkita kuch qarama-qarshi yo'nalishda yo'naltirilganligi sababli (tortishish kuchi pastga, Arximed kuchi esa yuqoriga), u holda tananing P 1 suyuqlikdagi og'irligi og'irligidan kam bo'ladi. tana vakuumda P = gm Arximed kuchi haqida F A = g m w (qaerda m g - tana tomonidan almashtirilgan suyuqlik yoki gaz massasi). Shunday qilib, agar tana suyuqlik yoki gazga botirilsa, u siqib chiqargan suyuqlik yoki gaz og'irligicha vazn yo'qotadi.. Misol. Dengiz suvida hajmi 1,6 m 3 bo‘lgan toshga ta’sir etuvchi suzuvchi kuchni aniqlang. Keling, masalaning shartlarini yozamiz va uni hal qilamiz. Suzuvchi jism suyuqlik yuzasiga yetganda, uning yuqoriga qarab harakatlanishi bilan Arximed kuchi kamayadi. Nega? Ammo tananing suyuqlikka botgan qismining hajmi kamayadi va Arximed kuchi suyuqlikning unga botirilgan qismi hajmidagi og'irligiga teng bo'ladi. Arximed kuchi tortishish kuchiga tenglashganda, tana to'xtab qoladi va qisman unga botgan suyuqlik yuzasida suzib ketadi. Olingan xulosani tajriba orqali osongina tekshirish mumkin. Drenaj idishiga suvni drenaj trubkasi darajasiga to'kib tashlang. Shundan so'ng, biz suzuvchi tanani oldindan havoda tortgan holda idishga botiramiz. Suvga tushgandan so'ng, tana tananing unga botgan qismining hajmiga teng suv hajmini siqib chiqaradi. Ushbu suvni tortganimizdan so'ng, uning og'irligi (Arximed kuchi) suzuvchi jismga ta'sir qiluvchi tortishish kuchiga yoki bu jismning havodagi og'irligiga teng ekanligini aniqladik. Turli xil suyuqliklarda - suvda, spirtda, tuz eritmasida suzuvchi boshqa jismlar bilan bir xil tajribalarni o'tkazganingizdan so'ng, ishonch hosil qilishingiz mumkinki, agar tana suyuqlikda suzib yursa, u bilan almashtirilgan suyuqlikning og'irligi bu jismning havodagi og'irligiga teng bo'ladi.. Buni isbotlash oson agar qattiq qattiq jismning zichligi suyuqlikning zichligidan katta bo'lsa, u holda tana shunday suyuqlikda cho'kib ketadi. Bu suyuqlikda zichligi pastroq bo'lgan tana suzib yuradi. Masalan, temir parchasi suvda cho'kadi, lekin simobda suzadi. Zichligi suyuqlikning zichligiga teng bo'lgan jism suyuqlik ichida muvozanatda qoladi. Muz suv yuzasida suzadi, chunki uning zichligi suv zichligidan kamroq. Tananing zichligi suyuqlikning zichligiga nisbatan qanchalik past bo'lsa, tananing kamroq qismi suyuqlikka botiriladi. . Tananing va suyuqlikning teng zichligida tana suyuqlik ichida istalgan chuqurlikda suzadi. Ikkita aralashmaydigan suyuqliklar, masalan, suv va kerosin, ularning zichligiga mos ravishda idishda joylashgan: idishning pastki qismida - zichroq suv (r = 1000 kg / m3), tepada - engilroq kerosin (r = 800 kg). /m3). Suv muhitida yashovchi tirik organizmlarning o'rtacha zichligi suv zichligidan juda oz farq qiladi, shuning uchun ularning vazni Arximed kuchi bilan deyarli to'liq muvozanatlangan. Buning yordamida suv hayvonlari quruqlikdagi kabi kuchli va massiv skeletlarga muhtoj emas. Xuddi shu sababga ko'ra, suv o'simliklarining tanasi elastikdir. Baliqning suzish pufagi hajmini osongina o'zgartiradi. Baliq mushaklar yordamida kattaroq chuqurlikka tushganda va undagi suv bosimi ortib ketganda, qabariq qisqaradi, baliq tanasining hajmi kamayadi va u yuqoriga surilmaydi, balki chuqurlikda suzadi. Shunday qilib, baliq ma'lum chegaralar ichida sho'ng'in chuqurligini tartibga solishi mumkin. Kitlar o'pka sig'imini kamaytirish va oshirish orqali sho'ng'in chuqurligini tartibga soladi. Kemalarning suzib yurishi.Daryolar, ko'llar, dengizlar va okeanlarda suzib yuradigan kemalar ulardan qurilgan turli materiallar har xil zichlik bilan. Kemalarning korpusi odatda po'lat plitalardan yasalgan. Kemalarga kuch beradigan barcha ichki mahkamlagichlar ham metallardan qilingan. Kemalarni qurishda foydalaniladi turli materiallar, suvga nisbatan yuqori va past zichlikka ega. Qanday qilib kemalar suzadi, bortga oladi va katta yuklarni olib yuradi? Suzuvchi jism bilan olib borilgan tajriba (§ 50) shuni ko'rsatdiki, tana suv ostidagi qismi bilan shunchalik ko'p suvni siljitadiki, bu suvning og'irligi tananing havodagi og'irligiga teng. Bu har qanday kema uchun ham amal qiladi. Kemaning suv osti qismi bilan almashtirilgan suvning og'irligi havodagi yuk bilan kemaning og'irligiga yoki yuk bilan birga kemaga ta'sir qiluvchi tortishish kuchiga teng.. Kemani suvga botiradigan chuqurlik deyiladi qoralama . Maksimal ruxsat etilgan qoralama kema korpusida qizil chiziq bilan belgilanadi suv liniyasi (Golland tilidan. suv- suv). Kema suv chizig'iga botganda siqib chiqargan suvning og'irligi yuklangan kemaga ta'sir qiluvchi tortishish kuchiga teng, kemaning siljishi deyiladi.. Hozirgi vaqtda neftni tashish uchun 5 000 000 kN (5 × 10 6 kN) yoki undan ko'p, ya'ni yuk bilan birga massasi 500 000 tonna (5 × 10 5 t) yoki undan ko'p bo'lgan kemalar qurilmoqda. Agar idishning o'zi og'irligini siljishdan olib tashlasak, biz ushbu idishning tashish qobiliyatini olamiz. Yuk ko'tarish qobiliyati kema tomonidan tashilgan yukning og'irligini ko'rsatadi. Kemasozlik Qadimgi Misrda, Finikiyada (finikiyaliklar eng yaxshi kema quruvchilardan biri bo'lgan deb ishoniladi) va Qadimgi Xitoyda mavjud edi. Rossiyada kemasozlik 17—18-asrlarning boshlarida paydo boʻlgan. Asosan harbiy kemalar qurilgan, lekin aynan Rossiyada birinchi muzqaymoq, ichki yonuv dvigatelli kemalar va yadroviy muzqaymoq Arktika qurilgan. Aeronavtika.
1783 yildagi aka-uka Montgolfierlar to'pi tasvirlangan rasm: “Ko'rish va aniq o'lchamlar"Aerostat Globus"Kim birinchi bo'lgan." 1786 yil Qadim zamonlardan beri odamlar bulutlar ustida uchish, dengizda suzish kabi havo okeanida suzish imkoniyatini orzu qilganlar. Aeronavtika uchun Avvaliga ular isitiladigan havo, vodorod yoki geliy bilan to'ldirilgan sharlardan foydalanganlar. Balon havoga ko'tarilishi uchun Arximed kuchi (suyuvchanlik) bo'lishi kerak. F To'pga ta'sir qilish tortishish kuchidan kattaroq edi F og'ir, ya'ni. F A > F og'ir To'p yuqoriga ko'tarilganda, unga ta'sir qiluvchi Arximed kuchi kamayadi ( F A = grV), zichlikdan boshlab yuqori qatlamlar atmosfera Yer yuzasiga qaraganda kamroq. Yuqori ko'tarilish uchun to'pdan maxsus balast (og'irlik) tushadi va bu to'pni engillashtiradi. Oxir-oqibat, to'p maksimal ko'tarish balandligiga etadi. To'pni qobig'idan chiqarish uchun gazning bir qismi maxsus valf yordamida chiqariladi. Gorizontal yo'nalishda shar faqat shamol ta'sirida harakat qiladi, shuning uchun u deyiladi shar (yunon tilidan aer- havo, stato- turish). Yaqinda ulkan sharlar atmosfera va stratosferaning yuqori qatlamlarini o'rganish uchun ishlatilgan - stratosfera sharlari . Qanday qilib qurishni o'rganishimizdan oldin katta samolyotlar yo'lovchilar va yuklarni havoda tashish uchun boshqariladigan sharlar ishlatilgan - havo kemalari. Ular cho'zilgan shaklga ega, dvigatelli gondol korpus ostida osilgan, u pervanelni boshqaradi. Balon nafaqat o'z-o'zidan ko'tariladi, balki ba'zi yuklarni ham ko'tarishi mumkin: kabina, odamlar, asboblar. Shuning uchun, shar qanday yukni ko'tarishi mumkinligini bilish uchun uni aniqlash kerak ko'tarmoq. Masalan, geliy bilan to'ldirilgan hajmi 40 m 3 bo'lgan shar havoga uchilsin. To'pning qobig'ini to'ldiruvchi geliyning massasi quyidagilarga teng bo'ladi: Bu shuni anglatadiki, bu to'p 520 N - 71 N = 449 N og'irlikdagi yukni ko'tarishi mumkin. Bu uning ko'tarish kuchi. Xuddi shu hajmdagi, lekin vodorod bilan to'ldirilgan shar 479 N yukni ko'tarishi mumkin. Demak, uning ko'tarish kuchi geliy bilan to'ldirilgan sharnikidan kattaroqdir. Ammo geliy hali ham tez-tez ishlatiladi, chunki u yonmaydi va shuning uchun xavfsizroq. Vodorod yonuvchi gazdir. Issiq havo bilan to'ldirilgan to'pni ko'tarish va tushirish ancha oson. Buning uchun to'pning pastki qismida joylashgan teshik ostida burner joylashgan. Yordam bilan gaz gorelkasi to'p ichidagi havo haroratini va shuning uchun uning zichligi va suzuvchi kuchini tartibga solishingiz mumkin. To'pni balandroq ko'tarish uchun yondirgich olovini oshirib, undagi havoni kuchliroq isitish kifoya. Brülör alangasi kamayishi bilan to'pdagi havo harorati pasayadi va to'p pastga tushadi. To'p va idishni og'irligi suzuvchi kuchga teng bo'lgan to'p haroratini tanlashingiz mumkin. Shunda to'p havoda osilib qoladi va undan kuzatishlar oson bo'ladi. Ilm-fanning rivojlanishi bilan aviatsiya texnologiyasida sezilarli o'zgarishlar yuz berdi. Balonlar uchun yangi qobiqlardan foydalanish mumkin bo'ldi, ular bardoshli, sovuqqa chidamli va engil bo'ldi. Radiotexnika, elektronika va avtomatlashtirish sohasidagi yutuqlar uchuvchisiz havo sharlarini loyihalash imkonini berdi. Ushbu sharlar havo oqimlarini o'rganish, atmosferaning quyi qatlamlarida geografik va biotibbiyot tadqiqotlari uchun ishlatiladi. Ko'rinishidan, sanitariya-tesisat texnologiyalar, mexanizmlar o'rmoniga kirib borish yoki murakkab sxemalarni qurish uchun sinchkovlik bilan hisob-kitoblar bilan shug'ullanish uchun ko'p sabablar keltirmaydi. Ammo bunday tasavvur sanitariya-tesisatga yuzaki qarashdir. Haqiqiy sanitariya-tesisat sanoati murakkabligi bo'yicha jarayonlardan kam emas va boshqa ko'plab sohalar kabi professional yondashuv. O'z navbatida, professionallik - bu sanitariya-tesisat asos bo'lgan mustahkam bilimlar omboridir. Santexnikning professional maqomiga bir qadam yaqinlashish uchun keling (juda chuqur bo'lmasa ham) sanitariya-tesisat bo'yicha o'quv oqimiga sho'ng'iylik. Zamonaviy gidravlikaning fundamental asosi Blez Paskal suyuqlik bosimining ta'siri har qanday yo'nalishda doimiy ekanligini aniqlaganida shakllangan. Suyuqlik bosimining harakati sirt maydoniga to'g'ri burchak ostida yo'naltiriladi. Agar o'lchash moslamasi (bosim o'lchagich) ma'lum bir chuqurlikdagi suyuqlik qatlami ostiga qo'yilsa va uning sezgir elementi turli yo'nalishlarga yo'naltirilsa, bosim ko'rsatkichlari bosim o'lchagichning har qanday holatida o'zgarishsiz qoladi. Ya'ni, suyuqlik bosimi hech qanday tarzda yo'nalishning o'zgarishiga bog'liq emas. Ammo har bir darajadagi suyuqlik bosimi chuqurlik parametriga bog'liq. Agar bosim o'lchagich suyuqlik yuzasiga yaqinroq bo'lsa, ko'rsatkich kamayadi. Shunga ko'ra, sho'ng'in paytida o'lchangan ko'rsatkichlar ortadi. Bundan tashqari, chuqurlikni ikki baravar oshirish sharoitida bosim parametri ham ikki barobar ortadi. Paskal qonuni zamonaviy hayot uchun eng tanish sharoitlarda suv bosimining ta'sirini aniq ko'rsatib beradi. Shuning uchun, suyuqlikning harakat tezligi har doim o'rnatilganda, uning dastlabki statik bosimining bir qismi ushbu tezlikni tashkil qilish uchun ishlatiladi, bu esa keyinchalik bosim tezligi sifatida mavjud. Hajmi va oqim tezligiMuayyan nuqtadan o'tadigan suyuqlik hajmi belgilangan vaqt, oqim hajmi yoki oqim tezligi deb hisoblanadi. Oqim hajmi odatda daqiqada litrda (L / min) ifodalanadi va suyuqlikning nisbiy bosimi bilan bog'liq. Misol uchun, 2,7 atm da daqiqada 10 litr. Oqim tezligi (suyuqlik tezligi) suyuqlikning ma'lum bir nuqtadan o'tgan o'rtacha tezligi sifatida aniqlanadi. Odatda soniyada metr (m/s) yoki daqiqada metr (m/min) da ifodalanadi. Shlangi liniyalarni o'lchashda oqim tezligi muhim omil hisoblanadi.  Suyuqlik oqimining hajmi va tezligi an'anaviy ravishda "bog'liq" ko'rsatkichlar hisoblanadi. Xuddi shu uzatish hajmi bilan tezlik o'tishning kesimiga qarab o'zgarishi mumkin Hajmi va oqim tezligi ko'pincha bir vaqtning o'zida hisobga olinadi. Boshqa barcha narsalar teng bo'lganda (kirish hajmi doimiy bo'lib qolsa), trubaning kesimi yoki o'lchami kamayishi bilan oqim tezligi ortadi va tasavvurlar ortishi bilan oqim tezligi kamayadi. Shunday qilib, quvurlarning keng qismlarida oqim tezligining sekinlashishi kuzatiladi, tor joylarda esa, aksincha, tezlik oshadi. Shu bilan birga, ushbu nazorat nuqtalarining har biridan o'tadigan suv hajmi o'zgarishsiz qoladi. Bernulli printsipiTaniqli Bernulli printsipi mantiqqa asoslanadi: suyuqlik suyuqligi bosimining ko'tarilishi (tushishi) har doim tezlikning pasayishi (ko'tarilishi) bilan birga keladi. Aksincha, suyuqlik tezligining oshishi (pasayishi) bosimning pasayishiga (ortishiga) olib keladi. Ushbu tamoyil bir qator umumiy sanitariya-tesisat hodisalariga asoslanadi. Arzimas misol sifatida, Bernulli printsipi foydalanuvchi suvni yoqganda dush pardasining "ichkariga tortilishi" uchun javobgardir. Tashqi va ichki o'rtasidagi bosim farqi dush pardasida kuchga sabab bo'ladi. Bu kuchli harakat bilan parda ichkariga tortiladi. Boshqalarga yaqqol misol hudud yaratilganda purkagichli parfyum shishasidir past bosim yuqori havo tezligi tufayli. Va havo o'zi bilan suyuqlikni olib yuradi.  Samolyot qanoti uchun Bernoulli printsipi: 1 - past bosim; 2 - yuqori bosim; 3 - tez oqim; 4 - sekin oqim; 5 - qanot Bernulli printsipi, shuningdek, bo'ronlar paytida uydagi derazalar nima uchun o'z-o'zidan sinishi mumkinligini ko'rsatadi. Bunday hollarda, derazadan tashqaridagi havoning juda yuqori tezligi tashqi bosimning ichki bosimdan ancha past bo'lishiga olib keladi, bu erda havo deyarli harakatsiz qoladi. Quvvatning sezilarli farqi shunchaki derazalarni tashqariga itaradi, bu esa oynaning sinishiga olib keladi. Shunday qilib, kuchli bo'ron yaqinlashganda, siz bino ichidagi va tashqarisidagi bosimni tenglashtirish uchun derazalarni iloji boricha kengroq ochishni xohlaysiz. Bernoulli printsipi ishlayotganiga yana bir nechta misol: qanotlari va beysbolda "egri to'plar" harakati tufayli samolyotning keyingi parvozi bilan ko'tarilishi. Ikkala holatda ham yuqoridan va pastdan ob'ektdan o'tgan havo tezligida farq hosil bo'ladi. Samolyot qanotlari uchun tezlikdagi farq beysbolda qanotlarning harakati bilan yaratiladi, bu to'lqinli qirraning mavjudligi; Uy santexnika amaliyoti
Bosim tabiatda va inson hayotida alohida rol o'ynaydigan jismoniy miqdordir. Bu ko'rinmas hodisa nafaqat holatga ta'sir qiladi muhit, balki hamma tomonidan juda yaxshi his qilingan. Keling, bu nima ekanligini, qanday turlari mavjudligini va turli muhitlarda bosimni (formulani) qanday topish mumkinligini aniqlaylik. Fizika va kimyoda bosim nima?Bu atama muhim termodinamik miqdorga tegishli bo'lib, u ta'sir qiladigan sirt maydoniga perpendikulyar ravishda ta'sir qiladigan bosim kuchining nisbati bilan ifodalanadi. Bu hodisa u ishlaydigan tizimning hajmiga bog'liq emas va shuning uchun intensiv miqdorlarga ishora qiladi. Muvozanat holatida bosim tizimning barcha nuqtalari uchun bir xil bo'ladi. Fizika va kimyoda u "P" harfi bilan belgilanadi, bu qisqartma hisoblanadi. Lotin nomi atama - pressura. Agar haqida gapiramiz suyuqlikning osmotik bosimi (hujayra ichidagi va tashqarisidagi bosim o'rtasidagi muvozanat) haqida "P" harfi ishlatiladi. Bosim birliklariStandartlarga muvofiq Xalqaro tizim SI, ko'rib chiqilayotgan fizik hodisa paskallarda o'lchanadi (kirill - Pa, lotin - Ra). Bosim formulasiga asoslanib, bir Pa bir N ga teng ekanligi ma'lum bo'ladi (nyuton - bir kvadrat metrga bo'lingan (maydon birligi). Biroq, amalda paskallardan foydalanish juda qiyin, chunki bu birlik juda kichik. Shu munosabat bilan, SI standartlariga qo'shimcha ravishda, bu miqdorni boshqacha o'lchash mumkin. Quyida uning eng mashhur analoglari keltirilgan. Ularning aksariyati sobiq SSSRda keng qo'llaniladi.
Bosimning umumiy formulasi (fizika 7-sinf)Berilgan jismoniy miqdorning ta'rifidan uni topish usulini aniqlash mumkin. Bu quyidagi fotosuratda ko'rinadi.
Unda F - kuch va S - maydon. Boshqacha qilib aytganda, bosimni topish formulasi uning ta'sir qiladigan sirt maydoniga bo'lingan kuchdir. Buni quyidagicha yozish ham mumkin: P = mg / S yoki P = pVg / S. Shunday qilib, bu jismoniy miqdor boshqa termodinamik o'zgaruvchilar bilan bog'liq bo'lib chiqadi: hajm va massa. Bosim uchun quyidagi printsip qo'llaniladi: kuch ta'sir qiladigan bo'shliq qanchalik kichik bo'lsa Ko'proq unga bosuvchi kuch bor. Agar maydon oshsa (bir xil kuch bilan), kerakli qiymat kamayadi. Gidrostatik bosim formulasiTurli agregatsiya holatlari moddalar, bir-biridan turli xossalarning mavjudligini ta'minlaydi. Shunga asoslanib, ulardagi P ni aniqlash usullari ham har xil bo'ladi. Masalan, suv bosimi (gidrostatik) formulasi quyidagicha ko'rinadi: P = pgh. Bu gazlar uchun ham amal qiladi. Biroq, balandlik va havo zichligidagi farq tufayli atmosfera bosimini hisoblash uchun foydalanish mumkin emas. Bu formulada p - zichlik, g - tortishish tezlashuvi, h - balandlik. Shunga asoslanib, biror narsa yoki ob'ekt qanchalik chuqurroq botirilsa, suyuqlik (gaz) ichida unga ta'sir qiladigan bosim shunchalik yuqori bo'ladi.
Ko'rib chiqilayotgan variant moslashishdir klassik misol P = F/S. Agar kuch erkin tushish tezligi bo'yicha massa hosilasiga teng ekanligini eslasak (F = mg) va suyuqlikning massasi zichlik bo'yicha hajm hosilasi (m = pV), u holda formula bosimi bo'lishi mumkin. P = pVg / S sifatida yoziladi. Bunday holda, hajm balandlik bilan ko'paytiriladigan maydon (V = Sh). Agar biz ushbu ma'lumotlarni kiritsak, chiqishda pay va maxrajdagi maydonni qisqartirish mumkin - yuqoridagi formula: P = pgh. Suyuqliklardagi bosimni ko'rib chiqayotganda, qattiq jismlardan farqli o'laroq, ularda sirt qatlamining egriligi ko'pincha mumkinligini yodda tutish kerak. Va bu, o'z navbatida, qo'shimcha bosimning shakllanishiga yordam beradi. Bunday holatlar uchun biroz boshqacha bosim formulasi qo'llaniladi: P = P 0 + 2QH. Bunday holda, P 0 - egri bo'lmagan qatlamning bosimi, Q esa suyuqlikning kuchlanish yuzasi. H - Laplas qonuni bo'yicha aniqlanadigan sirtning o'rtacha egriligi: H = ½ (1/R 1 + 1/R 2). R 1 va R 2 komponentlari asosiy egrilikning radiuslari hisoblanadi. Parsial bosim va uning formulasiP = pgh usuli suyuqliklar va gazlar uchun ham qo'llanilishiga qaramasdan, ikkinchisidagi bosimni biroz boshqacha tarzda hisoblash yaxshiroqdir. Gap shundaki, tabiatda, qoida tariqasida, mutlaqo toza moddalar juda tez-tez uchramaydi, chunki unda aralashmalar ustunlik qiladi. Va bu nafaqat suyuqliklarga, balki gazlarga ham tegishli. Va siz bilganingizdek, ushbu komponentlarning har biri qisman deb ataladigan turli xil bosim o'tkazadi. Buni aniqlash juda oson. U ko'rib chiqilayotgan aralashmaning har bir komponentining bosimi yig'indisiga teng (ideal gaz). Bundan kelib chiqadiki, qisman bosim formulasi quyidagicha ko'rinadi: P = P 1 + P 2 + P 3 ... va hokazo, tarkibiy qismlarning soniga ko'ra.
Ko'pincha havo bosimini aniqlash kerak bo'lgan holatlar mavjud. Biroq, ba'zi odamlar noto'g'ri hisob-kitoblarni faqat kislorod bilan P = pgh sxemasiga muvofiq amalga oshiradilar. Lekin havo aralashmasidir turli gazlar. U azot, argon, kislorod va boshqa moddalarni o'z ichiga oladi. Mavjud vaziyatga asoslanib, havo bosimi formulasi uning barcha tarkibiy qismlarining bosimlarining yig'indisidir. Bu shuni anglatadiki, biz yuqorida aytib o'tilgan P = P 1 + P 2 + P 3 ni olishimiz kerak ... Bosimni o'lchash uchun eng keng tarqalgan asboblarYuqorida aytib o'tilgan formulalar yordamida ko'rib chiqilayotgan termodinamik miqdorni hisoblash qiyin bo'lmasa-da, ba'zida hisoblashni amalga oshirish uchun vaqt yo'q. Axir, siz doimo ko'plab nuanslarni hisobga olishingiz kerak. Shuning uchun, qulaylik uchun, bir necha asrlar davomida odamlar o'rniga buni amalga oshiradigan bir qator qurilmalar ishlab chiqilgan. Aslida, bunday turdagi deyarli barcha qurilmalar bosim o'lchagichning bir turi (gazlar va suyuqliklardagi bosimni aniqlashga yordam beradi). Biroq, ular dizayn, aniqlik va qo'llash doirasi bo'yicha farqlanadi.
Bosim turlariBosim, uni topish formulasi va turli moddalar uchun uning o'zgarishini hisobga olgan holda, bu miqdorning navlari haqida bilishga arziydi. Ulardan beshtasi bor.
MutlaqBu atmosferaning boshqa gazsimon tarkibiy qismlarining ta'sirini hisobga olmagan holda, modda yoki ob'ekt joylashgan umumiy bosimning nomi. U paskallarda o'lchanadi va ortiqcha va atmosfera bosimining yig'indisidir. Bu barometrik va vakuum turlari o'rtasidagi farq hamdir. U P = P 2 + P 3 yoki P = P 2 - P 4 formulasi yordamida hisoblanadi. Malumot nuqtasi uchun mutlaq bosim Yer sayyorasi sharoitida bosim havo chiqarilgan idish ichida olinadi (ya'ni klassik vakuum). Ko'pgina termodinamik formulalarda faqat shu turdagi bosim qo'llaniladi. BarometrikBu atama atmosferaning (tortishish kuchi) undagi barcha jismlar va jismlarga, shu jumladan Yer yuzasiga bosimini bildiradi. Ko'pchilik buni atmosfera deb ham biladi. U bitta deb tasniflanadi va uning qiymati o'lchov joyi va vaqtiga nisbatan o'zgaradi, shuningdek ob-havo sharoiti va dengiz sathidan yuqorida/pastda joylashgan. Barometrik bosimning kattaligi unga normal bo'lgan bir birlik maydonidagi atmosfera kuchi moduliga teng. Barqaror atmosferada bu jismoniy hodisaning kattaligi bir ga teng bo'lgan bazadagi havo ustunining og'irligiga teng. Oddiy barometrik bosim 101,325 Pa (0 daraja Selsiyda 760 mm Hg) ni tashkil qiladi. Bundan tashqari, ob'ekt Yer yuzasidan qanchalik baland bo'lsa, undagi havo bosimi shunchalik past bo'ladi. Har 8 kmda u 100 Pa ga kamayadi.
Ushbu xususiyat tufayli choynaklardagi suv tog'larda uydagi pechkadan ko'ra tezroq qaynaydi. Haqiqat shundaki, bosim qaynash nuqtasiga ta'sir qiladi: u pasayganda, ikkinchisi kamayadi. Va aksincha. Bundaylarning ishi oshxona jihozlari bosimli pishirgich va avtoklav kabi. Ularning ichidagi bosimning oshishi ko'proq hosil bo'lishiga yordam beradi yuqori haroratlar pechka ustidagi oddiy kostryulkalarga qaraganda.
Atmosfera bosimini hisoblash uchun barometrik balandlik formulasidan foydalaniladi. Bu quyidagi fotosuratda ko'rinadi.
P - balandlikda kerakli qiymat, P 0 - sirt yaqinidagi havo zichligi, g - erkin tushish tezlashishi, h - Yerdan balandlik, m - molyar massa gaz, t - sistemaning harorati, r - universal gaz doimiysi 8,3144598 J⁄(mol x K), e - 2,71828 ga teng Eyxler soni. Ko'pincha atmosfera bosimi uchun yuqoridagi formulada R o'rniga K - Boltsman doimiysi ishlatiladi. Universal gaz konstantasi ko'pincha uning mahsuloti orqali Avogadro raqami bilan ifodalanadi. Zarrachalar soni mollarda berilganda hisob-kitoblar uchun qulayroqdir. Hisob-kitoblarni amalga oshirishda siz har doim meteorologik vaziyatning o'zgarishi yoki dengiz sathidan balandlikka ko'tarilganda, shuningdek, geografik kenglik tufayli havo haroratining o'zgarishi ehtimolini hisobga olishingiz kerak.
O'lchagich va vakuumAtmosfera va o'lchangan muhit bosimi o'rtasidagi farq deyiladi ortiqcha bosim. Natijaga qarab, miqdorning nomi o'zgaradi. Agar u ijobiy bo'lsa, u o'lchov bosimi deb ataladi. Olingan natija minus belgisiga ega bo'lsa, u vakuummetrik deyiladi. Shuni esda tutish kerakki, u barometrikdan kattaroq bo'lishi mumkin emas. DifferensialBu qiymat turli o'lchov nuqtalarida bosimning farqidir. Qoida tariqasida, u har qanday uskunada bosimning pasayishini aniqlash uchun ishlatiladi. Bu, ayniqsa, neft sanoatida to'g'ri keladi. Qanday termodinamik miqdor bosim deb ataladi va u qanday formulalar bilan topilganligini aniqlab, biz bu hodisa juda muhim degan xulosaga kelishimiz mumkin va shuning uchun u haqidagi bilim hech qachon ortiqcha bo'lmaydi.  Nashrlar
|
