Main » Articles » Физика

Давление жидкостей и газов

Давление р – это физическая величина,  которая значительно равна силе, что действует на единицу площади некоторой поверхности перпендикулярной к ней: p=F1/S, [p]=Па=H/m2. Понятие давление жидкостей и газов существенно отличается от понятия давления в твердых телах. Жидкости принимают форуму емкости и оставляют свободной верхнюю часть, а газы полностью заполняют данное им пространство.

 

Предположим у цилиндрической емкости не очень большой высоты под поршнем есть жидкость, вес которой можно не учесть. На поршень действует внешняя сила (например, вес гири). Жидкости свойственна пружинистость объема, а частицы жидкости более подвижны, чем частицы твердого тела. По этому под действием внешней силы в жидкости возникают пружинистые силы, которые давят на стенки и дно емкости, а снизу - на поршень. Напряжение, которое возникает в пружинно давленой жидкости (газе), называется давлением жидкости (газа).

 

Под действием внешней силы жидкость (газ) сжимается  одинаково во всем объеме, поэтому и давление во всех точках жидкости (газа) одинаковы.

 

Этот вывод составляет сущность закона Паскаля: в жидкостях (газах), которые пребывают в состоянии спокойствия, внешние давление передается во все стороны одинаково.

 

До этого момента шла речь про «Невесомую» жидкость (газ). Но ведь в гравитационном поле Земли на каждую частицу жидкости (газу) действует сила притяжения. При большой толщине шара жидкости (газа) на его значительных глубинах (нижних уровнях) возникает большое давление р, которое создается весом Р шара жидкости (газа).

 

Найдем выражение для давления столба жидкости (газа) на дно емкости:

 

P=P/S=Fтяж/S=mg/S=pVg/S=phSg/S=зпр

 

Значит, ph=pgh, где p – плотность жидкости (газа).

 

Итальянский ученый Галилео Галилей первый понял, что окружающая Землю толстая прослойка воздуха (атмосфера) своей массой давит на поверхность Земли. Именно давление воздуха ограничивает максимальную высоту понимания воды в трубе во время её откачки с глубины (эта высота водного столба составляет 10,34 м).

 

Справедливость догадки своего учителя довели Еванджелиста Торричелли и Винченцо Вивиани. Первый из них предложил в экспериментальном сооружении для измерения атмосферного давления использовать не воду, а ртуть, плотность которой в 13,6 раза превышает плотность воды. Это позволило существенно уменьшить размеры установки. В 1643 году Вивиани провел, опыт, известный под названием опыт Торричелли.

 

Исследователь наполнил ртутью стеклянную трубку длиной 1 м, запаянную с одного конца, закрыв её отверстие, и немного погрузил трубку верх дном в чашу с ртутью. После открывания отверстия часть ртути вылилась в чашу, а уровень ртути в трубке остановился на высоте приблизительно 76 см от поверхности ртути в чаше.

 

При этом давление атмосферы, который передавался ртути в трубке через ртуть в чашке, сровнялся давлением столба ртути. Вычисления давления за формулой ph=pgh дает значение нормального атмосферного давления в CI: p0=1.013*105 Па; в позасистемных единицах это давление составляет 760 мм ртутного столбца. Человек почти не ощущает атмосферного давления, поскольку он уравновешивается с давлением внутри тела человека.

 

View: 6457 / Added by: revel / Date: 24.07.2017
Comments 2
Total comments: 1
1 щдл   (19.06.2010 21:11) Спам
jester toothpick sick heart1 girl_angel girl_angel girl_angel
Only registered users can add comments.
[ Registration | Login ]