Trykk er mengden lik forholdet kraft som virker vinkelrett på overflaten kalles trykk. En trykkenhet er trykket som produseres av en kraft på 1 N som virker på en overflate på 1 m2 vinkelrett på denne overflaten.
Derfor, for å bestemme trykket, må kraften som virker vinkelrett på overflaten divideres med overflatearealet.
Det er kjent at gassmolekyler beveger seg tilfeldig. Når de beveger seg, kolliderer de med hverandre, så vel som med veggene i beholderen som inneholder gassen. Det er mange molekyler i en gass, og derfor er antallet påvirkninger veldig stort. Selv om slagkraften til et individuelt molekyl er liten, er effekten av alle molekyler på veggene i karet betydelig, og det skaper gasstrykk. Så trykket av gassen på veggene til fartøyet (og på kroppen plassert i gassen) er forårsaket av påvirkningene av gassmolekyler.
Når volumet av en gass synker, øker trykket, og når volumet øker, synker trykket, forutsatt at massen og temperaturen til gassen forblir uendret.
I enhver væske er ikke molekylene stivt bundet, og derfor tar væsken formen til beholderen den helles i. Som faste stoffer utøver væske trykk på bunnen av beholderen. Men i motsetning til faste stoffer, utøver væske også trykk på veggene i beholderen.
For å forklare dette fenomenet, la oss mentalt dele væskekolonnen i tre lag (a, b, c). Samtidig kan du se at det er trykk inne i selve væsken: væsken er under tyngdekraften, og vekten av dens øvre lag virker på de nedre lagene av væsken. Tyngdekraften som virker på lag a presser det mot det andre laget b. Lag b overfører trykket som utøves på det i alle retninger. I tillegg virker tyngdekraften også på dette laget, og presser det mot det tredje laget c. Følgelig øker trykket i det tredje trinnet, og det vil være størst i bunnen av karet.
Trykket inne i en væske avhenger av dens tetthet.
Trykket som utøves på en væske eller gass overføres uten endring til hvert punkt i volumet av væsken eller gassen. Denne uttalelsen kalles Pascals lov.
SI-enheten for trykk er trykket som produseres av en kraft på 1 N på en overflate på 1 m2 vinkelrett på den. Denne enheten kalles pascal (Pa).
Navnet på trykkenheten er gitt til ære for den franske forskeren Blaise Pascal
Blaise Pascal
Blaise Pascal - fransk matematiker, fysiker og filosof, født 19. juni 1623. Han var det tredje barnet i familien. Moren hans døde da han var bare tre år gammel. I 1632 forlot Pascals familie Clermont og dro til Paris. Pascals far hadde en god utdannelse og bestemte seg for å gi det direkte videre til sønnen. Faren bestemte at Blaise ikke skulle studere matematikk før han var 15, og det var alt. matematikk bøker ble fjernet fra hjemmet deres. Imidlertid presset Blaises nysgjerrighet ham til å studere geometri i en alder av 12. Da faren fant ut det, ga han etter og lot Blaise studere Euklid.
Blaise Pascal ga betydelige bidrag til utviklingen av matematikk, geometri, filosofi og litteratur.
I fysikk studerte Pascal barometertrykk og hydrostatikk.
Basert på Pascals lov er det enkelt å forklare følgende eksperiment.
Vi tar en ball som har ulike steder smale hull. Et rør er festet til kulen som et stempel er satt inn i. Fyller du en kule med vann og dytter et stempel inn i røret, vil vann strømme ut av alle hullene i kulen. I dette eksperimentet trykker et stempel på overflaten av vann i et rør.
Pascals lov
Vannpartiklene som befinner seg under stempelet, når de komprimeres, overfører trykket til andre lag som ligger dypere. Dermed overføres trykket til stempelet til hvert punkt av væsken som fyller kulen. Som et resultat blir noe av vannet presset ut av ballen i form av bekker som renner ut av alle hullene.
Hvis ballen er fylt med røyk, vil røykstrømmer begynne å komme ut av alle hullene i ballen når stempelet skyves inn i røret. Dette bekrefter (at gasser overfører trykket som utøves på dem likt i alle retninger). Så erfaring viser at det er trykk inne i væsken og på samme nivå er det likt i alle retninger. Med dybden øker trykket. Gasser er ikke forskjellig fra væsker i denne forbindelse.
Pascals lov gjelder for væsker og gasser. Imidlertid tar han ikke hensyn til en viktig omstendighet - eksistensen av vekt.
Under jordiske forhold kan dette ikke glemmes. Vann veier også. Derfor er det klart at to steder som ligger på forskjellige dyp under vann vil oppleve forskjellige trykk.
Trykket av vann på grunn av tyngdekraften kalles hydrostatisk.
Under terrestriske forhold presser luft oftest på den frie overflaten av en væske. Lufttrykk kalles atmosfærisk trykk. Trykk på dybden består av atmosfærisk og hydrostatisk trykk.
Hvis to kar med forskjellige former, men med samme vannnivåer i dem, er forbundet med et rør, vil vannet ikke passere fra ett kar til et annet. En slik overgang kunne skje dersom trykket i karene var forskjellige. Men dette er ikke tilfelle, og i kommuniserende fartøyer, uansett form, vil væsken alltid være på samme nivå.
For eksempel, hvis vannstandene i kommuniserende fartøy er forskjellige, vil vannet begynne å bevege seg og nivåene blir like.
Vanntrykket er mye større enn lufttrykket. På en dybde på 10 m presser vann 1 cm2 med en ekstra kraft på 1 kg til atmosfærisk trykk. På en kilometers dybde - med en kraft på 100 kg per 1 cm2.
Havet er noen steder mer enn 10 km dypt. Vanntrykkkreftene på slike dyp er ekstremt høye. Trestykker, senket til en dybde på 5 km, komprimeres av dette enorme trykket så mye at de etter dette synker i en tønne med vann, som murstein.
Dette enorme presset skaper store hindringer for forskere av marint liv. Dyphavsnedstigninger utføres i stålkuler - de såkalte bathysfærene, eller bathyscapes, som må tåle trykk over 1 tonn per 1 cm2.
Ubåter går bare ned til en dybde på 100 - 200 m.
Trykket til væsken i bunnen av karet avhenger av tettheten og høyden på væskekolonnen.
La oss måle vanntrykket i bunnen av glasset. Selvfølgelig er bunnen av glasset deformert under påvirkning av trykkkrefter, og når vi kjenner størrelsen på deformasjonen, kan vi bestemme størrelsen på kraften som forårsaket det og beregne trykket; men denne deformasjonen er så liten at det er praktisk talt umulig å måle den direkte. Så hvordan dømme etter deformasjon gitt kropp om trykket som utøves på den av væsken er praktisk bare i tilfelle når deformasjonene er nøyaktig store, da for praktisk definisjon For å måle væsketrykk bruker de spesielle instrumenter - trykkmålere, der deformasjonen har en relativt stor, lett målbar verdi. Den enkleste membrantrykkmåleren er designet på følgende måte. En tynn elastisk membranplate lukker hermetisk en tom boks. En peker er festet til membranen og roterer rundt en akse. Når enheten er nedsenket i væske, bøyer membranen seg under påvirkning av trykkkrefter, og dens avbøyning overføres i forstørret form til pekeren som beveger seg langs skalaen.
Trykk måler
Hver posisjon av pekeren tilsvarer en viss avbøyning av membranen, og derfor en viss trykkkraft på membranen. Når vi kjenner området til membranen, kan vi bevege oss fra trykkkrefter til selve trykkene. Du kan måle trykk direkte hvis du kalibrerer trykkmåleren på forhånd, det vil si bestemme hvilket trykk en bestemt posisjon av pekeren på skalaen tilsvarer. For å gjøre dette må du utsette trykkmåleren for trykk, hvis størrelse er kjent, og legge merke til plasseringen av pekerpilen, sette de tilsvarende tallene på instrumentskalaen.
luftskall, rundt jorden, kalles atmosfæren. Atmosfære, som vist av flyobservasjoner kunstige satellitter Jorden strekker seg til en høyde på flere tusen kilometer. Vi bor på bunnen av en enorm luft hav. Jordens overflate er bunnen av dette havet.
På grunn av tyngdekraften komprimerer de øvre luftlagene, som havvann, de nedre lagene. Luftlaget som grenser direkte til jorden komprimeres mest og overfører ifølge Pascals lov trykket som utøves på det i alle retninger.
Som et resultat av dette opplever jordoverflaten og kroppene som befinner seg på den trykket av hele tykkelsen av luften, eller, som de vanligvis sier, opplever atmosfærisk trykk.
Atmosfærisk trykk er ikke så lavt. For hver kvadratcentimeter en kraft på ca. 1 kg virker på kroppens overflate.
Årsaken til atmosfærisk trykk er åpenbar. Som vann har luft vekt, noe som betyr at den utøver et trykk lik (som for vann) vekten av luftsøylen over kroppen. Jo høyere vi kommer opp på fjellet, jo mindre luft vil det være over oss, noe som betyr at jo lavere atmosfærisk trykk vil bli.
For vitenskapelige og dagligdagse formål må du kunne måle trykk. For dette er det spesielle enheter- barometre.
Barometer
Å lage et barometer er ikke vanskelig. Kvikksølv helles i et rør lukket i den ene enden. Hold den åpne enden med fingeren, velt røret og dypp den åpne enden i en kopp kvikksølv. I dette tilfellet faller kvikksølvet i røret, men renner ikke ut. Plassen over kvikksølvet i røret er uten tvil luftfri. Kvikksølvet holdes i røret av lufttrykk utenfra.
Uansett hvilken størrelse vi tar på koppen med kvikksølv, uansett diameter på røret, stiger kvikksølvet alltid til omtrent samme høyde - 76 cm.
Hvis vi tar et rør som er kortere enn 76 cm, vil det være helt fylt med kvikksølv, og vi vil ikke se tomrommet. En 76 cm høy kvikksølvsøyle presser på stativet med samme kraft som atmosfæren.
Ett kilo per kvadratcentimeter er verdien av normalt atmosfærisk trykk.
Tallet 76 cm betyr at en slik søyle av kvikksølv balanserer luftsøylen til hele atmosfæren som ligger over samme område.
Det barometriske røret kan gis en rekke former; bare én ting er viktig: den ene enden av røret må lukkes slik at det ikke er luft over overflaten av kvikksølvet. Et annet nivå av kvikksølv påvirkes av atmosfærisk trykk.
Et kvikksølvbarometer kan måle atmosfærisk trykk med svært høy nøyaktighet. Selvfølgelig er det ikke nødvendig å ta kvikksølv. Men kvikksølv er den tyngste væsken, og høyden på kvikksølvkolonnen ved normalt trykk vil være den minste.
Forskjellige enheter brukes til å måle trykk. Ofte er høyden på kvikksølvkolonnen ganske enkelt angitt i millimeter. For eksempel sier de at i dag er trykket høyere enn normalt, det er lik 768 mm Hg. Kunst.
Trykk 760mm Hg. Kunst. noen ganger kalt fysisk atmosfære. Et trykk på 1 kg/cm2 kalles en teknisk atmosfære.
Et kvikksølvbarometer er ikke et spesielt praktisk instrument. Det er uønsket å la overflaten av kvikksølvet være eksponert (kvikksølvdamp er giftig i tillegg, enheten er ikke bærbar).
Metallbarometre - aneroider - har ikke disse ulempene.
Alle har sett et slikt barometer. Dette er en liten rund metallboks med skala og pil. Skalaen viser trykkverdier, vanligvis i centimeter kvikksølv.
Luften er pumpet ut av metallboksen. Bokslokket holdes på plass av en sterk fjær, da det ellers ville blitt presset ned av atmosfærisk trykk. Når trykket endres, bøyer eller buler lokket seg. En pil er koblet til lokket, og på en slik måte at når den trykkes inn går pilen til høyre.
Et slikt barometer kalibreres ved å sammenligne avlesningene med et kvikksølvbarometer.
Hvis du vil vite trykket, ikke glem å trykke på barometeret med fingeren. Skivehånden opplever mye friksjon og blir vanligvis sittende fast på >.
På atmosfærisk trykk basert på en enkel enhet - en sifon.
Sjåføren vil hjelpe vennen som har gått tom for bensin. Hvordan tappe bensin fra tanken på bilen din? Ikke vipp den som en tekanne.
Et gummirør kommer til unnsetning. Den ene enden av den senkes ned i bensintanken, og luft suges ut av den andre enden med munnen. Deretter rask bevegelse- den åpne enden klemmes med en finger og installeres i en høyde under bensintanken. Nå kan du fjerne fingeren - bensin vil renne ut av slangen.
Det buede gummirøret er sifonen. Væsken i dette tilfellet beveger seg av samme grunn som i et rett skrånende rør. I begge tilfeller renner væsken til slutt nedover.
For at sifonen skal fungere, er atmosfærisk trykk nødvendig: det > flytende og forhindrer at væskekolonnen i røret sprekker. Hvis det ikke var noe atmosfærisk trykk, ville kolonnen briste ved passeringspunktet, og væsken ville rulle inn i begge karene.
Trykksifon
Sifonen begynner å virke når væsken i høyre (så å si >) albue faller under nivået til den pumpede væsken som venstre ende av røret senkes ned i. I ellers væsken vil strømme tilbake.
I praksis, for å måle atmosfærisk trykk, brukes et metallbarometer, kalt aneroid (oversatt fra gresk – uten væske. Barometeret kalles dette fordi det ikke inneholder kvikksølv).
Atmosfæren holdes på plass av tyngdekraften som virker fra jorden. Under påvirkning av denne kraften presser de øvre luftlagene på de nedre, så luftlaget ved siden av jorden viser seg å være det mest komprimerte og tetteste. Dette trykket, i samsvar med Pascals lov, overføres i alle retninger og virker på alle legemer som befinner seg på jorden og på overflaten.
Tykkelsen på luftlaget som presser på jorden avtar med høyden, derfor avtar trykket også.
Eksistensen av atmosfærisk trykk indikeres av mange fenomener. Hvis et glassrør med senket stempel plasseres i et kar med vann og heves jevnt, så følger vannet stempelet. Atmosfæren presser på overflaten av vannet i fartøyet; i henhold til Pascals lov overføres dette trykket til vannet under glassrøret og driver vannet oppover, etter stempelet.
Mer antikk sivilisasjon sugepumper var kjent. Med deres hjelp var det mulig å heve vannet til en betydelig høyde. Vannet fulgte overraskende lydig stempelet til en slik pumpe.
Gamle filosofer tenkte på årsakene til dette og kom til en så gjennomtenkt konklusjon: vann følger stempelet fordi naturen er redd for tomhet, og det er derfor det ikke er ledig plass igjen mellom stempelet og vannet.
De sier at en mester bygde en sugepumpe for hagene til hertugen av Toscana i Firenze, hvis stempel skulle trekke vann til en høyde på mer enn 10 m. Men uansett hvor hardt de prøvde å suge opp vannet med denne pumpen, virket ingenting. På 10m steg vannet bak stempelet, deretter beveget stempelet seg bort fra vannet, og det ble dannet tomrom som naturen frykter.
Da Galileo ble bedt om å forklare årsaken til feilen, svarte han at naturen egentlig ikke liker tomhet, men opp til en viss grense. Galileos student Torricelli brukte tilsynelatende denne hendelsen som en grunn til å iscenesette sin egen kjent opplevelse med et rør fylt med kvikksølv. Vi har nettopp beskrevet dette eksperimentet – produksjonen av et kvikksølvbarometer er Torricellis erfaring.
Ved å ta et rør som var mer enn 76 mm høyt, skapte Torricelli et tomrom over kvikksølvet (ofte kalt etter Torricelli-tomrommet) og beviste dermed eksistensen av atmosfærisk trykk.
Med denne erfaringen løste Torricelli mesterens forvirring hertugen av Toscana. Det er faktisk klart hvor mange meter vannet lydig vil følge stempelet til sugepumpen. Denne bevegelsen vil fortsette til en vannsøyle med et areal på 1 cm2 blir lik 1 kg i vekt. En slik vannsøyle vil ha en høyde på 10 m. Dette er grunnen til at naturen er redd for tomhet. , men mer enn 10m.
I 1654, 11 år etter Torricellis oppdagelse, ble effekten av atmosfærisk trykk tydelig demonstrert av Magdeburg-borgmesteren Otto von Guericke. Det som brakte forfatteren berømmelse var ikke så mye den fysiske essensen av opplevelsen som teatraliteten i produksjonen.
De to kobberhalvkulene var forbundet med en ringpakning. Gjennom en kran festet til en av halvkulene ble luften pumpet ut av den sammensatte kulen, hvoretter det var umulig å skille halvkulene. Bevart Detaljert beskrivelse Guerickes erfaring. Atmosfærisk trykk på halvkulene kan nå beregnes: med en kulediameter på 37 cm var kraften omtrent ett tonn. For å skille halvkulene beordret Guericke at to åtte hester skulle spennes. Selen kom med tau tredd gjennom en ring og festet til halvkulene. Hestene klarte ikke å skille halvkulene.
Kraften til åtte hester (nøyaktig åtte, ikke seksten, siden de andre åtte, utnyttet for større effekt, kunne erstattes av en krok drevet inn i veggen, og opprettholde den samme kraften som virker på halvkulene) var ikke nok til å rive i stykker Magdeburg halvkuler.
Hvis det er et tomt hulrom mellom to kontaktlegemer, vil disse legemene ikke gå i oppløsning på grunn av atmosfærisk trykk.
Ved havnivå er verdien av atmosfærisk trykk vanligvis lik trykket til en kvikksølvsøyle som er 760 mm høy.
Ved å måle atmosfærisk trykk med et barometer kan man finne at det avtar med økende høyde over jordoverflaten (med ca. 1 mm Hg når man øker i høyden med 12 m). Også endringer i atmosfærisk trykk er forbundet med endringer i været. For eksempel er en økning i atmosfærisk trykk assosiert med begynnelsen av klart vær.
Verdien av atmosfærisk trykk er svært viktig for å forutsi været for de kommende dagene, siden endringer i atmosfærisk trykk er forbundet med endringer i været. Et barometer er et nødvendig instrument for meteorologiske observasjoner.
Trykksvingninger på grunn av vær er svært uregelmessige. En gang trodde man at trykket alene avgjorde været. Det er derfor barometre fortsatt er merket: klart, tørt, regn, storm. Det er til og med en inskripsjon: >.
Å endre trykk gjør virkelig en forskjell stor rolle i værforandringer. Men denne rollen er ikke avgjørende.
Vindens retning og styrke er relatert til fordelingen av atmosfærisk trykk.
Trykk inn forskjellige steder jordens overflate ulikt, og sterkere trykk > luft til steder med lavere trykk. Det ser ut til at vinden skal blåse i en retning vinkelrett på isobarene, det vil si der trykket faller raskest. Vindkart viser imidlertid noe annet. Coriolis-styrken griper inn i spørsmål om lufttrykk og foretar sin egen korreksjon, en veldig betydelig en.
Som vi vet, blir ethvert legeme som beveger seg på den nordlige halvkule påvirket av en Coriolis-kraft rettet mot høyre i bevegelse. Dette gjelder også luftpartikler. Klemt fra steder med større trykk til steder med mindre trykk, skal partikkelen bevege seg over isobarene, men Coriolis-kraften avleder den til høyre, og vindretningen danner en vinkel på omtrent 45 grader med retningen til isobarene.
Fantastisk stor effekt for så lite kraft. Dette forklares av det faktum at friksjon forstyrrer virkningen av Coriolis-kraften. luftlag- også veldig ubetydelig.
Enda mer interessant er påvirkningen av Coriolis-kraften på vindretningen i > og > trykk. På grunn av virkningen av Coriolis-kraften, strømmer luften, som beveger seg bort fra > trykk, ikke i alle retninger langs radier, men beveger seg langs buede linjer - spiraler. Disse spiralluftstrømmene vrir seg i samme retning og skaper en sirkulær virvel i trykkområdet som beveger luftmassene med klokken.
Det samme skjer i området med lavtrykk. I fravær av Coriolis-kraften ville luften strømme mot dette området jevnt langs alle radier. Men underveis avviker luftmassene til høyre.
Vind i området lavtrykk kalles sykloner, vind i områder med høyt trykk kalles antisykloner.
Ikke tro at hver syklon betyr en orkan eller storm. Passasje av sykloner eller antisykloner gjennom byen der vi bor er et vanlig fenomen forbundet med for det meste med varierende vær. I mange tilfeller betyr tilnærmingen av en syklon begynnelsen av dårlig vær, og tilnærmingen til en antisyklon betyr begynnelsen av godt vær.
Vi vil imidlertid ikke ta værvarslernes vei.
Når du løser problemer om emnet hydrostatisk trykk, er det nødvendig å skille og ikke forveksle begrepene absolutt trykk P A, overtrykk P, vakuum P VAC, kjenne til forholdet mellom trykk (Pa) og den tilsvarende piezometriske høyden (h), forstå begrepet trykk, kjenne til Pascals lov og egenskaper ved hydrostatisk trykk.
Ved bestemmelse av trykket ved et volumpunkt eller ved et stedspunkt brukes den grunnleggende ligningen for hydrostatikk (1.1.13).
Ved løsning av problemer med et karsystem er det nødvendig å lage en ligning av absolutte trykk som sikrer systemets immobilitet, dvs. lik null algebraisk sum alle eksisterende trykk. Ligningen er kompilert for enhver overflate med likt trykk, valgt som referanseflate.
Alle måleenheter for mengder bør tas i SI-systemet: masse - kg; kraft – N; trykk – Pa; lineære dimensjoner, arealer, volumer - m, m2, m3.
EKSEMPLER
Eksempel 1.1.1. Bestem endringen i tettheten til vann når det varmes opp fra t 1 = 7 o C til t 2 = 97 o C, hvis koeffisienten for termisk utvidelse b t = 0,0004 o C -1.
Løsning. Ved oppvarming øker det spesifikke volumet av vann fra V 1 til V 2.
I henhold til formel (1.1.1) er vanntettheten ved start- og slutttemperaturen:
r 1 = M / V 1, r 2 = M / V 2.
Siden vannmassen er konstant, uttrykkes endringen i tetthet:
Fra formel (1.4), en økning i vannvolumet 
, Deretter
Merk: endringen i væsketetthet under kompresjon bestemmes på samme måte ved å bruke den volumetriske kompresjonskoeffisienten i henhold til formel (1.1.2). I dette tilfellet er V 2 = V 1 - DV.
Eksempel 1.1.2. Bestem volumet til ekspansjonstanken til vannkjølesystemet med en kapasitet på 10 liter når den varmes opp fra en temperatur t 1 = 15 o C til t 2 = 95 o C ved et trykk nær atmosfæren.
Løsning. Uten å ta hensyn til sikkerhetsfaktoren, er volumet av tanken lik det ekstra volumet av vann på grunn av termisk ekspansjon. Fra formel (1.1.4) økning i vannvolum
.
Vi tar vanntettheten i henhold til tabell 1: r 1 = 998,9 kg/m 3, r 2 = 961,8 kg/m 3. Koeffisienten for termisk utvidelse bestemmes av formel (1.1.5):
Startvolum V = 10 l = 10. 10 -3 m 3 = 0,01 m 3.
Ekstra vannvolum:
DV = 10. 10-3 (95-15) 0,46. 10-3 = 368. 10 -6 m 3 = 0,368 l
Eksempel 1.1.3. I et avkjølt kar er det en gass som har et starttrykk P 1 = 10 5 Pa. og som opptar et volum V1 = 0,001 m3, komprimeres til et trykk P2 = 0,5. 10 6 Pa. Bestem volumet av gass etter kompresjon.
Løsning. Når det gjelder et avkjølt kar, er prosessen isotermisk (t = const) der gassligningen for tilstand (1.1.8) har formen:
P V = const eller P 1 V 1 = P 2 V 2
Hvordan bestemmer vi volumet av gass etter kompresjon?
V 2 = P 1 V 1 / P 2 = 1. 10 5. 0,001 / 0,5. 10 6 = 0,0002 m 3 = 0,2 l.
Eksempel 1.1.4. Bestem volumet av vann som må tilføres i tillegg til en rørledning med en diameter på d = 500 mm og en lengde på L = 1 km, fylt med vann før en hydraulisk test ved atmosfærisk trykk og en temperatur på t = 20 o C, for å øke trykket i den med DP = 5. 10 6 Pa. Rørmaterialet anses som absolutt stivt.
Løsning. For å bestemme det ekstra volumet av vann som må tilføres, bruker vi forholdet (1.1.2):
= 
Det opprinnelige volumet av vann i rørledningen er lik volumet av rørledningen:
Tar bulkelastisitetsmodulen til vann fra referansedataene
E = 2. 10 9 Pa, bestemmer vi det volumetriske kompresjonsforholdet:
b V = 1 / E = 1 / 2 . 10 9 = 5. 10-10, Pa-1
Transformerende relasjon (1.1.2) med hensyn til DV, får vi:
b V DP V TP + b V DP DV = DV; b V DP V TP = (1 + b V DP) DV
Ved å uttrykke DV får vi det nødvendige tilleggsvolumet:
Eksempel 1.1.5. Bestem den gjennomsnittlige tykkelsen på avsetninger d OTL i en rørledning med en indre diameter d = 0,3 m og en lengde L = 2 km, hvis når vann slippes ut i mengden DV = 0,05 m 3, synker trykket i den med mengden DP = 1. 10 6 Pa.
Løsning. Forholdet mellom endringer i volum og vanntrykk er preget av bulk-elastisitetsmodulen.
Vi aksepterer: E = 2. 10 9 Pa.
Fra formlene (1.1.2) og (1.1.3) finner vi volumet av vann i rørledningen med avsetninger:
Det samme volumet er lik rørledningens kapasitet:
Hvordan bestemmer vi den gjennomsnittlige indre diameteren til et rør med avleiringer?
Gjennomsnittlig avsetningstykkelse er:
Eksempel 1.1.6. Viskositeten til olje, bestemt ved hjelp av et Engler viskosimeter, er 8,5 o E. Beregn den dynamiske viskositeten til olje hvis dens tetthet er r = 850 kg/m 3.
Løsning. Ved å bruke den empiriske Ubellode-formelen (1.1.9), finner vi den kinematiske viskositeten til olje:
n = (0,0731 o E – 0,0631 / o E) 10 -4 =
= (0,0731 . 8,5 – 0,0631/8,5) = 0,614 . 10 -4 m 2 /s
Dynamisk viskositet er funnet fra relasjon (1.1.7):
m = n r = 0,614. 10 -4. 850 = 0,052 Pa. Med.
Eksempel 1.1.7. Bestem høyden på vannstigningen i et kapillærrør med en diameter d = 0,001 m ved en temperatur t = 80 O C.
Løsning. I følge referansedataene finner vi:
tetthet av vann ved en temperatur på 80 O C r = 971,8 kg/m 3 ;
overflatespenning vann ved en temperatur på 20 O C s O = 0,0726 N/m;
koeffisient b = 0,00015 N/m O C.
Ved å bruke formel (1.1.11) finner vi overflatespenningen til vann ved en temperatur på 80 °C:
s = s O - b Dt = 0,0726 – 0,00015. (80 -20) = 0,0636 N/m
I henhold til formel (1.1.12) er endringen i overflatetrykk, som bestemmer høyden på kapillærstigningen h til CAP:
R POV = 2s / r eller r g h KAP = 2s / r,
fra hvor vi finner høyden på vannstigningen i røret:
h KAP = 2 s / r g r = 2 . 0,0636 / 971,8. 9,81. 0,0005 =
0,1272 / 4,768 = 0,027 m = 2,7 cm.
Eksempel 1.1.8. Bestem det absolutte hydrostatiske trykket til vann i bunnen av et åpent kar fylt med vann. Vanndybden i karet er h = 200 cm Atmosfærisk trykk tilsvarer 755 mm Hg. Kunst. Vanntemperatur 20 o C. Uttrykk den resulterende trykkverdien ved høyden på kvikksølvkolonnen (r RT = 13600 kg/m 3) og vannsøylen.
Løsning: I henhold til den grunnleggende ligningen for hydrostatikk for en åpen tank, bestemmes det absolutte trykket på et hvilket som helst punkt i volumet av formel (1.1.14):
RA = R a + r g h
I følge tabell 1 tar vi tettheten til vann ved en temperatur på 20 o C:
r = 998,23 kg/m3.
Ved å konvertere måleenhetene for atmosfærisk trykk og vanndybden i fartøyet til SI-systemet, bestemmer vi det absolutte trykket i bunnen av fartøyet:
RA = 755. 133.322 + 998.23. 9,81. 2 =
100658 + 19585 = 120243 Pa =120,2 kPa
Finn den tilsvarende høyden på kvikksølvsøylen:
h A = P/r RT g = 120243 /13600. 9,81 = 0,902 m.
Finn høyden på vannsøylen som tilsvarer et gitt absolutt trykk:
h A = RA / r g = 120243 / 998,23. 9,81 = 12,3 m.
Dette betyr at hvis et lukket piezometer (et rør der en absolutt vakuum), da vil vannet i den stige til en høyde på 12,3 m. Trykket til denne vannsøylen balanserer det absolutte trykket som utøves på bunnen av karet av væsketrykket og atmosfærisk trykk.
Eksempel 1.1.9. I en lukket tank med vann er trykket på den frie overflaten P O = 14,7. 10 4 Pa. Til hvilken høyde H vil vannet stige i et åpent piezometer koblet på en dybde på h = 5 m Atmosfærisk trykk tilsvarer h a = 10 m vann. Kunst.
Løsning. For å løse dette problemet er det nødvendig å lage en ligning for likheten av absolutt trykk på siden av reservoaret og på siden av piezometret i forhold til det valgte planet med likt trykk. La oss velge et plan med likt trykk 0-0 på nivå med den frie overflaten i tanken.
Det absolutte trykket fra tanken på det valgte nivået er lik overflatetrykket:
RA = RO. (1)
Det absolutte trykket på samme nivå på væskesiden i piezometeret er summen av atmosfærisk trykk Pa og vanntrykk av høyden h 1:
RA = R a + r g h 1 (2)
Siden systemet er i likevekt (i hvile), er de absolutte trykket fra siden av reservoaret og fra siden av piezometret balansert. Ved å likestille høyresiden av likhetene (1) og (2), får vi:
RO = R a + r g h 1,
Verdien av atmosfærisk trykk i SI-systemet er:
Ra = 9,806. 10 000 mm = 9,806. 10 4 Pa.
Finn høyden på vannstanden i piezometeret over det valgte planet med likt trykk:
h 1 = (P O - P a) / r g = (14.7. 10 4 - 9.806. 10 4) /1000. 9,81 = 5 m.
Dette overskuddet avhenger ikke av koblingspunktet til piezometret, siden trykket til væskesøyler med høyde h under sammenligningsplanet til venstre og høyre blir gjensidig kompensert.
Den totale vannhøyden i piezometeret er større enn høyden h 1 med nedsenkingsdybden til pieezometerets festepunkt. For denne oppgaven
H = h 1 + h = 5 + 5 = 10 m.
Merk: Et lignende resultat kan oppnås ved å velge piezometertilkoblingsnivået som planet med likt trykk.
Eksempel 1.1.10. Konstruer et diagram over det absolutte trykket til væsken på en ødelagt vegg i en åpen tank.
Løsning. Det absolutte trykket i tilfelle av en åpen tank bestemmes av formel (1.1.14):
RA = Ra + r g h, dvs. overtrykk ved hvert punkt øker med mengden overflatetrykk (Pascals lov).
Overtrykk bestemmes:
i t. C: P = r g. 0 = 0
i t B: P = r g. H 2
i punkt A: P = r g (H 2 + H 1)
La oss plotte verdien av overtrykket ved punkt B langs normalen til veggen SV og koble den til punkt C. Vi får et trekantdiagram over overtrykket på veggen SV. For å konstruere et plott av absolutt trykk på hvert punkt, er det nødvendig å legge til verdien av overflatetrykk (i dette tilfellet atmosfærisk trykk).
Diagrammet for segment AB er konstruert på lignende måte: La oss plotte verdiene av overtrykk ved punkt B og punkt A i retning av normalen til linje AB, og koble de resulterende punktene. Vi oppnår absolutt trykk ved å øke vektorlengden med en mengde som tilsvarer atmosfærisk trykk.
Eksempel 1.1.11. Bestem det absolutte lufttrykket i et kar med vann hvis avlesningen av kvikksølvmanometeret er h = 368 mm, H = 1 m, tettheten av kvikksølv r RT = 13600 kg/m 3. Atmosfærisk trykk tilsvarer 736 mm Hg.
Løsning.
La oss velge den frie overflaten av kvikksølv som en overflate med likt trykk. Atmosfærisk trykk på overflaten av kvikksølv balanseres av det absolutte lufttrykket i karet PA, trykket til en vannsøyle med høyde H og en kvikksølvsøyle med høyde h.
La oss lage en likevektsligning og bestemme det absolutte lufttrykket fra den (konvertere alle enheter til SI-systemet):
Ra = RA + r B g N + r PT g h, hvorfra
RA = R a - r B g N - r RT g h =
736. 133,3 - 1000. 9,81. 1 - 13600. 9,81. 0,368 = 39202 Pa
Siden det absolutte lufttrykket i fartøyet er mindre enn atmosfærisk trykk, er det et vakuum i fartøyet lik forskjellen mellom atmosfærisk og absolutt trykk:
R VAK = R a – RA = 736. 133,3 - 39202 = 58907 Pa = 59 kPa.
Merk: det samme resultatet kan oppnås ved å velge den frie overflaten av vann i karet eller grensesnittet mellom vann og kvikksølv som overflate med likt trykk.
Eksempel 1.1.12. Bestem overtrykket P O til luften i trykktanken i henhold til avlesningene fra batterikvikksølvmanometeret. Forbindelsesrørene er fylt med vann. Nivåmerker er gitt i m Hvor høyt bør piezometret være for å måle dette trykket?
Løsning. Overtrykket P O = P A – P a i tanken balanseres av trykket i kolonnene av kvikksølv og vann i trykkmåleren.
Vi utelukker trykket av gjensidig balanserte høyder i bøyeområdene til trykkmåleren fra vurdering. Ved å summere (ta hensyn til trykkvirkningsretningen) avlesningene til trykkmåleren fra den åpne enden til nivået på den frie overflaten, lager vi en likevektsligning:
RO = r RT g (1,8 – 0,8) - r B g (1,6 – 0,8) + r RT g (1,6 – 0,6) - r B g (2,6 – 0,6) =
R RT g (1,8 – 0,8 +1,6 – 0,6) - r V g (1,6 – 0,8 + 2,6 – 0,6) =
13600. 9,81. 2 – 1000. 9,81. 2,8 = 239364 Pa = 0,24 MPa
Fra formel (1.16) finner vi høyden på vannsøylen som tilsvarer overtrykket P O:
h ISP = P O / r B g = 0,24. 10 6 / 1000. 9,81 = 24,5 m
Høyden på piezometret er høyere med mengden overskudd av den frie overflaten av vannet i tanken over flyet med nullmerket:
H = h ISP + 2,6 = 27,1 m.
Eksempel 1.13. Bestem tykkelsen s på stålveggen til en tank med diameter D = 4 m for lagring av olje (r H = 900 kg/m 3) med oljelagshøyde H = 5 m Trykket på oljeoverflaten er PO = 24,5. 10 4 Pa. Veggmaterialets tillatte strekkspenning er s = 140 MPa.
Løsning. Den beregnede veggtykkelsen til en rund tank (uten sikkerhetsfaktor) bestemmes fra tilstanden til motstand mot maksimalt overtrykk. Atmosfærisk trykk i tanken er ikke tatt i betraktning, siden det kompenseres av atmosfærisk trykk med utenfor tank.
Veggen opplever maksimalt overtrykk P i bunnen:
P = P A – P a = P O + r N g N - P a =
24.5. 10 4 + 900 . 9,81. 5 – 10. 104 = 18,91. 10 4 Pa
Den beregnede veggtykkelsen bestemmes av formelen:
Eksempel 1.1.14. Bestem trykkfallet til vann i en vertikal rørring hvis det ved punkt A varmes opp til en temperatur t 1 = 95 o C, og ved punkt B avkjøles til t 2 = 70 o C. Avstanden mellom oppvarming og kjøling senter er h 1 = 12 m.
Løsning. Trykkfallet er forårsaket av forskjellen hydrostatisk trykk søyle varmt vann i venstre rør og avkjølt vann i høyre rør.
Trykkene til vannsøyler med høyde h 2 i venstre og høyre rør er gjensidig balansert og tas ikke i betraktning i beregningen, siden temperaturen på vannet i dem og følgelig tettheten er den samme. På samme måte ekskluderer vi fra beregningen trykket i venstre og høyre stigerør med høyde h 3.
Da er trykket på venstre P 1 = r Г g h 1, trykket på høyre P 2 = r О g h 1.
Trykkfallet er:
DP = P 2 – P 1 = r O g h 1 - r G g h 1 = g h 1 (r O - r G)
Vi aksepterer, i henhold til referansedata (tabell 1), tettheten av vann ved temperaturer t 1 = 95 o C og t 2 = 70 o C: r G = 962 kg/m 3, r O = 978 kg/m 3
Finne trykkforskjellen
DP = g h 1 (r 2 - r 1) = 9,81. 12 (978 –962) = 1882 Pa.
Eksempel 1.1.15. a) Bestem overskuddsvanntrykket i røret hvis P MAN = 0,025 MPa, N 1 = 0,5 m, N 2 = 3 m.
b) Bestem manometeravlesningene ved samme trykk i røret, hvis hele røret er fylt med vann, H 3 = 5 m.
en løsning. Overtrykket i røret balanseres overflatetrykk P O = P MAN ved tilkoblingspunktet til trykkmåleren og et system av søyler med vann og luft i røret. Trykket i luftsøylene kan neglisjeres på grunn av dets ubetydelighet.
La oss lage en likevektsligning som tar hensyn til trykkretningen til vannsøylene i røret:
P = P MAN + r WOD g N 2 - r WOD g N 1 =
0,025 + 1000 . 9,81. 10 -6 (3 – 0,5) = 0,025 + 0,025 = 0,05 MPa
b) Løsning. Likevektsligning for denne saken
P = P MAN + r WOD g H 3,
hvorav P MAN = P - r WOD g H 3 = 0,05 - 1000. 9,81. 10 -6. 5 = 0,05 – 0,05 = 0 MPa.
Løste problemer fra FYSIKK-læreboken. Metodiske instrukser og kontrolloppgaver. Redigert av A.G. Chertov
Nedenfor er forholdene for problemene og skannede ark med løsninger. Siden kan ta litt tid å laste.
209. Bestem relativ molekylær vekt Mr 1) vann; 2) karbondioksid; 3) bordsalt.
219. I et kar med volum V = 40 l er det oksygen ved en temperatur T = 300 K. Når en del av oksygenet ble forbrukt, sank trykket i sylinderen med Δp = 100 kPa. Bestem massen Δm av det forbrukte oksygen. Prosessen regnes som isotermisk.
229. Små støvpartikler er suspendert i nitrogen og beveger seg som om de var veldig store molekyler. Massen til hvert støvkorn er 6×10-10g. Gassen har en temperatur T = 400 K. Bestem kvadratmiddelhastigheten, samt gjennomsnittet kinetiske energier bevegelse fremover nitrogenmolekyler og støvpartikler.
239. Triatomisk gass under trykk P = 240 kPa og temperatur T = 20°C opptar et volum V = 10 liter. Bestem varmekapasiteten Cp til denne gassen ved konstant trykk.
249. Gjennomsnittlig lengde den frie banen til et hydrogenmolekyl under visse forhold er 2 mm. Finn tettheten ρ av hydrogen under disse forholdene.
259. Hvilken brøkdel ω1 av mengden varme Q som tilføres en ideell diatomisk gass under en isobar prosess brukes på å øke ΔU indre energi gass og hva er andelen av ω2 for ekspansjonsarbeid A? Vurder tre tilfeller hvis gassen er: 1) monoatomisk; 2) diatomisk; 3) triatomisk.
269. En gass som gjennomgår en Carnot-syklus mottar varme Q1 = 84 kJ. Bestem arbeidet A til gassen hvis temperaturen T1 på varmesenderen er tre ganger høyere enn temperaturen T2 på varmemottakeren.
279. En luftboble med en diameter på d = 2,2 µm befinner seg i vann nær overflaten. Bestem tettheten ρ av luften i boblen hvis luften over vannoverflaten er under normale forhold.
Stoffet kan stikkes hull med en nål, men ikke med blyant (hvis du bruker samme kraft). Blyant og nål har forskjellige former og derfor utøve ulikt trykk på vevet. Presset er allestedsnærværende. Den aktiverer mekanismene (se artikkel ""). Det påvirker. utøve press på overflatene de kommer i kontakt med. Atmosfærisk trykk påvirker været En enhet for å måle atmosfærisk trykk -.
Hva er press
Når en kropp blir påvirket vinkelrett på overflaten, er kroppen under press. Trykket avhenger av hvor stor kraften er og overflatearealet som kraften påføres. Går du for eksempel ut i snøen i vanlige sko, kan du falle igjennom; Men dette skjer ikke hvis vi tar på oss ski. Vekten på kroppen er den samme, men i det andre tilfellet vil trykket fordeles over en større overflate. Jo større overflate, jo mindre trykk. U reinsdyr brede høver - han går tross alt på snø, og hovtrykket på snøen skal være så lite som mulig. Hvis kniven er skarp, påføres kraften på en liten overflate. En sløv kniv fordeler kraft over en større flate, og skjærer derfor dårligere. Trykkenhet - pascal(Pa) - oppkalt etter den franske forskeren Blaise Pascal (1623 - 1662), som gjorde mange funn innen atmosfæretrykk.
Trykk av væsker og gasser
Væsker og gasser har formen til beholderen der de er inneholdt. I motsetning til faste stoffer, væsker og gasser presser på alle veggene i karet. Trykket av væsker og gasser er rettet i alle retninger. legger press ikke bare på bunnen, men også på veggene i akvariet. Selve akvariet trykker bare nedover. trykker på innsiden av fotballen i alle retninger, og derfor er ballen rund.
Hydrauliske mekanismer
Virkningen av hydrauliske mekanismer er basert på væsketrykk. Væske komprimeres ikke, så hvis det påføres kraft, vil den bli tvunget til å bevege seg. Og bremsene fungerer på et hydraulisk prinsipp. Redusering av hjulhastigheten oppnås ved hjelp av bremsevæsketrykk. Føreren trykker på pedalen, stemplet pumper bremsevæske gjennom sylinderen, så strømmer den gjennom røret inn i de to andre sylindrene og trykker på stemplene. Stemplene presser bremseklossene mot hjulet. Den resulterende bremser rotasjonen av hjulet.
Pneumatiske mekanismer
Pneumatiske mekanismer fungerer på grunn av trykket fra gasser - vanligvis luft. I motsetning til væsker kan luft komprimeres, og deretter øker trykket. Handlingen til en jackhammer er basert på det faktum at et stempel komprimerer luften inne i det til et veldig høyt trykk. I en jackhammer presser trykkluft på kutteren med en slik kraft at selv stein kan bores.
Et skum brannslukningsapparat er en pneumatisk enhet som går på komprimert karbondioksid. Ved å klemme på håndtaket slipper du det komprimerte materialet i beholderen. karbondioksid. Gassen presser med enorm kraft ned på spesialløsningen og forskyver den inn i røret og slangen. En strøm av vann og skum skyter ut av slangen.
Atmosfæretrykk
Atmosfærisk trykk skapes av vekten av luft over overflaten. For hver kvadratmeter luften presser med en kraft større enn vekten til en elefant. Trykket er høyere nær jordoverflaten enn høyt på himmelen. I 10 000 meters høyde der de flyr jetfly, trykket er lite, siden det er et lite trykk ovenfra luftmasse. 
Normalt atmosfærisk trykk opprettholdes i flykabinen slik at folk kan puste fritt Stor høyde. Men selv i en trykksatt flykabin, blir folks ører blokkert når trykket blir lavere enn trykket inne i aurikkelen.
Atmosfærisk trykk måles i millimeter kvikksølv. Når trykket endres, endres det også. Lavtrykk betyr dårligere vær. Høytrykk gir klarvær. Normalt trykk ved havnivå er 760 mm (101 300 Pa). På orkandager kan den falle til 683 mm (910 Pa).
37.1. Hjemmeeksperiment.
1. Blås opp en gummiballong.
2. Nummerer setningene i en slik rekkefølge at du får en sammenhengende historie om forsøket utført.
37,2. Karet under stempelet inneholder en gass (fig. a), hvis volum endres ved konstant temperatur. Figur b viser en graf over avstanden h som stempelet befinner seg i i forhold til bunnen kontra tid t. Fyll ut hullene i teksten ved å bruke ordene: øker; endres ikke; avtar.
37.3 Figuren viser et oppsett for å studere gasstrykkets avhengighet av temperatur i et lukket kar. Tallene indikerer: 1 – reagensrør med luft; 2 - alkohollampe; 3 - gummiplugg; 4 - glassrør; 5 - sylinder; 6 – gummimembran. Plasser et "+"-tegn ved siden av sanne utsagn og tegnet "" ved siden av de vantro.
37,4. Tenk på grafene for trykk p versus tid t, tilsvarende ulike prosesser i gasser. Fyll inn de manglende ordene i setningen.
Over tid, press
pågår 1 øker;
pågår 2 fast;
pågår 3 avtar.
38.1. Hjemmeeksperiment.
Ta en plastpose, lag fire hull av samme størrelse i den på forskjellige steder i bunnen av posen, bruk for eksempel en tykk nål. Over badekaret, hell vann i posen, klem den på toppen med hånden og klem vannet ut gjennom hullene. Endre posisjonen til hånden med posen, og observer hvilke endringer som skjer med vannstrømmene. Skisser opplevelsen og beskriv dine observasjoner.
38,2. Kryss av påstandene som gjenspeiler essensen av Pascals lov.
✓ Trykket som utøves på en gass eller væske overføres til et hvilket som helst punkt likt i alle retninger.
38,3. Legg til teksten.
Ved å blåse opp en gummiball gir vi den formen som en ball. Med ytterligere inflasjon beholder ballen, økende i volum, fortsatt formen til en ball, noe som illustrerer lovens gyldighet Pascal, nemlig: gasser overfører trykket som utøves på dem i alle retninger uten endring.
38,4. Figuren viser overføring av trykk ved fast og flytende kropp, innelukket under en skive i et kar.
a) Sjekk riktig utsagn.
Etter å ha lagt vekten på skiven øker trykket....
✓ til bunnen i begge karene, til sideveggen - kun i kar 2
b) Svar på spørsmålene ved å skrive ned nødvendige formler og utføre de riktige beregningene.
Med hvilken kraft vil en vekt på 200 g plassert på den trykke på en skive med et areal på 100 cm2? F = m*g/S = 0,2*10/0,01 = 200 H
Hvordan vil trykket endre seg og hvor mye:
til bunnen av fartøy 1 200 N;
til bunnen av fartøy 2 200 N;
på sideveggen til kar 1 0 N;
på sideveggen til kar 2 200 N?
39,1. Kryss av riktig avslutning fraser.
De nedre og sidehullene på røret er dekket med identiske gummimembraner. Vann helles i røret og senkes sakte ned i et bredt kar med vann til vannstanden i røret matcher vannstanden i karet. I denne posisjonen til membranen...
✓ begge er flate
39,2. Figuren viser et forsøk med et kar, hvis bunn kan falle av.
Tre observasjoner ble gjort under forsøket.
1. Bunnen av en tom flaske presses hvis røret er nedsenket i vann til en viss dybde H.
2. Bunnen presses fortsatt mot røret når vann helles i den.
3. Bunnen begynner å bevege seg bort fra røret i det øyeblikket vannstanden i røret sammenfaller med vannstanden i karet.
a) I venstre kolonne i tabellen skriver du ned antall observasjoner som lar deg komme til konklusjonene som er angitt i høyre kolonne.
b) Skriv ned hypotesene dine om hva som kan endre seg i eksperimentet beskrevet ovenfor hvis:
det vil være vann i karet, og solsikkeolje vil bli hellet inn i røret vil begynne å komme bort når oljenivået er høyere enn vannstanden i karet;
det vil være solsikkeolje i karet, og vann vil bli hellet inn i røret vil begynne å bevege seg bort før vann- og oljenivået faller sammen.
39,3. En lukket sylinder med et grunnareal på 0,03 m2 og en høyde på 1,2 m inneholder luft med en tetthet på 1,3 kg/m3. Bestem "vekt" lufttrykket i bunnen av sylinderen.
40.1. Skriv ned hvilke av forsøkene vist i figuren som bekrefter at trykket i en væske øker med dybden.
Forklar hva hvert eksperiment viser.
40,2. Terningen legges i en væske med tetthet p helles i et åpent kar. Match de angitte væskenivåene med formler for å beregne trykket som skapes av en væskekolonne på disse nivåene.
40,3. Merk de riktige utsagnene med et "+"-tegn.
Fartøy ulike former fylt med vann. Hvori….
+ vanntrykket i bunnen av alle kar er det samme, siden trykket til væsken i bunnen kun bestemmes av høyden på væskekolonnen.
40,4. Velg et par ord som mangler i teksten. "Bunnen av kar 1, 2 og 3 er en gummifilm festet i enhetsstativet."
40,5. Hva er vanntrykket i bunnen av et rektangulært akvarium 2 m langt, 1 m bredt og 50 cm dypt, fylt til toppen med vann.
40,6. Bruk figuren til å bestemme:
a) trykket som skapes av en kolonne av parafin på overflaten av vannet:
pk = p*g*h = 800*10*0,5 = 4000 Pa;
b) trykk på bunnen av fartøyet kun dannet av en vannsøyle:
pв = 1000*10*0,3 = 3000 Pa;
c) trykk på bunnen av karet skapt av to væsker:
p = 4000 + 3000 = 7000 Pa.
41.1. Vann helles i et av rørene til kommuniserende kar. Hva skjer hvis klemmen fjernes fra plastrøret?
Vannstanden i rørene vil bli den samme.
41.2. Vann helles i et av rørene til kommuniserende fartøy, og bensin helles i det andre. Hvis klemmen fjernes fra plastrøret, så:
41,3. Skriv inn formler som gir mening i teksten og trekk en konklusjon.
Kommuniserende kar er fylt med samme væske. Væskekolonnetrykk
41,4. Hva er høyden på vannsøylen i et U-formet kar i forhold til nivå AB hvis høyden på parafinsøylen er 50 cm?
41,5. Maskinolje og vann helles i kommuniserende kar. Regn ut hvor mange centimeter vannstanden er under oljenivået hvis høyden på oljekolonnen i forhold til væskegrenseflaten er Nm = 40 cm.
42.1. En glasskule med et volum på 1 liter balanseres på en skala. Kulen er lukket med en stopper som et gummirør er satt inn i. Når luften ble pumpet ut av ballen ved hjelp av en pumpe og røret ble klemt fast med en klemme, ble balansen på vekten forstyrret.
a) Hvilken masse må plasseres på venstre side av skalaen for å balansere den? Lufttetthet 1,3 kg/m3.
b) Hva er vekten av luften i kolben før utpumping?
Par = m*g = 0,0013*10 = 0,013 H
42,2. Beskriv hva som vil skje hvis enden av gummirøret til en kule som luft har blitt pumpet ut fra (se Oppgave 42.1) senkes ned i et glass vann og deretter klemmen fjernes. Forklar fenomenet.
Ballen vil fylles med vann fordi trykket inne i ballen er mindre enn atmosfærisk trykk.
42,3. Et kvadrat med en side på 0,5 m tegnes på asfalten.
42,4. Når stempelet beveger seg oppover inne i glassrøret, stiger vann bak det. Sjekk den riktige forklaringen på dette fenomenet.
Vann stiger bak stempelet...
✓ under trykk fra uteluft, fyller det luftløse rommet som dannes mellom stempelet og vannet.
43,1. Luft er vist skjematisk i sirkler A, B, C forskjellige tettheter. Marker i figuren stedene der hver sirkel skal plasseres slik at du som helhet får et bilde som illustrerer lufttetthetens avhengighet av høyde over havet.
43,2. Velg det riktige svaret.
For å forlate jorden, må ethvert molekyl i jordens luftkonvolutt ha en hastighet større enn ....
✓ 11,2 km/s
43,3. På månen, hvis masse er omtrent 80 ganger mindre enn jordens masse, er det ingen luftkonvolutt(atmosfære). Hvordan kan dette forklares? Skriv ned hypotesen din.
Luftmolekyler holdes svakt av månen, i motsetning til jorden. Derfor har månen ingen atmosfære.
44.1. Velg riktig utsagn.
I Torricellis eksperiment i et glassrør over overflaten av kvikksølv...
✓ luftløs plass skapes
44,2. Det er kvikksølv i tre åpne kar: i kar A er høyden på kvikksølvsøylen 1 m, i kar B - 1 dm, i kar C - 1 mm. Regn ut hvor mye trykk kvikksølvkolonnen utøver på bunnen av karet i hvert tilfelle.
44,3. Skriv ned trykkverdiene i de angitte enhetene i henhold til eksemplet gitt, avrund resultatet til hele tall.
44,4. Finn trykket i bunnen av en sylinder fylt med solsikkeolje hvis atmosfærisk trykk er 750 mm Hg. Kunst.
44,5. Hvilket trykk opplever en dykker på 12 meters dyp under vann hvis atmosfærisk trykk er 100 kPa? Hvor mange ganger er dette trykket større enn atmosfærisk trykk?
45,1. Figuren viser et diagram av aneroidbarometeret. Individuelle designdetaljer for enheten er angitt med tall. Fyll bordet.
45,2. Fyll ut de tomme feltene i teksten.
Bildene viser en enhet som kalles et aneroidbarometer.
Denne enheten måler ___ Atmosfæretrykk __.
Registrer avlesningen av hver enhet, ta hensyn til målefeilen.
45,3. Fyll ut de tomme feltene i teksten. "Forskjellen i atmosfærisk trykk i forskjellige lag av jordens atmosfære forårsaker bevegelse av luftmasser."
45,4. Registrer trykkverdiene i de angitte enhetene, avrund resultatet til nærmeste hele tall.
46,1. Figur a viser Torricelli-røret plassert ved havnivå. I figur b og c, marker nivået av kvikksølv i røret plassert på henholdsvis fjellet og i gruven.
46,2. Fyll ut hullene i teksten ved å bruke ordene i parentes.
Målinger viser at lufttrykket er raskt avtar(minker, øker) med økende høyde. Årsaken til dette er ikke bare avta(redusere, øke) lufttetthet, men også degradering(reduksjon, økning) av temperaturen når den beveger seg bort fra jordens overflate i en avstand på opptil 10 km.
46,3. Høyden på TV-tårnet Ostankino når 562 m. Hva er atmosfæretrykket nær toppen av TV-tårnet hvis det atmosfæriske trykket ved bunnen er 750 mm Hg? Kunst.? Uttrykk trykket i mmHg. Kunst. og i SI-enheter, avrunde begge verdiene til hele tall.
46,4. Velg i figuren og sett sirkel rundt den grafen som mest korrekt gjenspeiler avhengigheten av atmosfærisk trykk p av høyde h over havet.
46,5. For et TV kinescope er skjermdimensjonene l = 40 cm og h = 30 cm Med hvilken kraft trykker atmosfæren på skjermen fra utsiden (eller hva er trykkkraften) hvis atmosfærisk trykk patm = 100 kPa?
47,1. Tegn avhengigheten av trykket p målt under vann på nedsenkingsdybden h, etter først å ha fylt ut tabellen. Tenk på g = 10 N/kg, patm = 100 kPa.
47,2. Illustrasjonen viser en åpen væsketrykkmåler. Delingsverdien og skalaen til enheten er 1 cm.
a) Bestem hvor mye lufttrykket i venstre ben på trykkmåleren avviker fra atmosfærisk trykk. 10 mm
b) Bestem lufttrykket i venstre ben på trykkmåleren, ta hensyn til at det atmosfæriske trykket er 100 kPa.
p (lev) + p*g*h = p(atm) + p*g*h
47,3. Figuren viser et U-formet rør fylt med kvikksølv, hvis høyre ende er lukket. Hva er atmosfærisk trykk hvis forskjellen i væskenivå i albuene til det U-formede røret er 765 mm, og membranen er nedsenket i vann til en dybde på 20 cm?
47,4. a) Bestem delingsverdien og avlesningen av metalltrykkmåleren (fig. a).
b) Beskriv prinsippet for drift av enheten ved å bruke numeriske betegnelser for deler (fig. b).
Hoveddelen er metall bøyd til en bue. rør 1, ved bruk av ventil 4, kommuniserer med karet hvor trykket måles. Bevegelse lukket ende Røret overføres til pil 2 ved hjelp av spak 5 og gir 3.
48,1. a) Kryss ut unødvendige ord fra de uthevede ordene for å lage en stillingsbeskrivelse stempelpumpe vist i figuren.
Når pumpehåndtaket beveger seg ned, beveger stempelet i kar A seg opp og ned, toppventilen er åpen, stengt, bunnventilen er åpen, stengt, vann fra kar B beveger seg ikke inn i rommet under stempelet, vann kommer ikke hell ut av utløpsrøret.
b) Beskriv hva som skjer når pumpehåndtaket beveger seg oppover.
Stempelet beveger seg oppover, vann stiger med det fra fartøy B, den nedre ventilen åpner og vann beveger seg bak stempelet. Vann renner ut av avløpsrøret.
48,2. Med en stempelpumpe, hvis diagram er gitt i oppgave 48.1, kan du ved normalt atmosfærisk trykk heve vann til en høyde på ikke mer enn 10 m. Forklar hvorfor.
48,3. Sett inn de manglende ordene i teksten for å lage en beskrivelse av driften av en stempelpumpe med et luftkammer.
49,1. Fullfør formlene som viser de riktige forholdene mellom arealene til hvilestemplene til en hydraulisk maskin og massene til lastene.
49,2. Arealet til det lille stempelet til en hydraulisk maskin er 0,04 m2, arealet til det store er 0,2 m2. Hvilken kraft må utøves på det lille stempelet for å løfte en 100 kg last på det store stempelet jevnt?
49,3. Fyll ut emnene i teksten som beskriver prinsippet for drift av en hydraulisk presse, hvis enhetsdiagram er vist i figuren.
49,4. Beskriv prinsippet for drift av en jackhammer, hvis enhetsdiagram er vist i figuren.
Trykkluft tilføres gjennom slange 3. Enhet 2, kalt en spole, dirigerer den vekselvis til toppen og deretter til Nedre del sylinder. Under påvirkning av denne luften begynner angriperen 4 å bevege seg raskt i den ene eller den andre retningen, periodisk (med en frekvens på 1000 - 1500 slag per minutt), og påvirker lansen 1.
49,5. Figuren viser et diagram over den pneumatiske bremseanordningen til en jernbanevogn.
a) Sett inn de manglende tallene i teksten som indikerer de tilsvarende delene i figuren. "Når linje ____ og reservoar 3 er fylt med trykkluft, er trykket på stempelet ____ på bremsesylinderen likt på begge sider, og bremseklossene berører ikke hjulene."
b) Velg riktig rekkefølge manglende tall som indikerer detaljer i teksten.
✓ 1 – 4 – 7 – 4 – 5 – 6