Тиск рідин і газів. Закон Паскаля.

ТИСК РІДИН І ГАЗІВ. ЗАКОН ПАСКАЛЯ.

Молекули газу перебувають у неперервному і хаотичному русі. Сили взаємодії між ними надзвичайно малі. У процесі хаотичного руху частина молекул стикається із стінками гумової кульки, змінюючи напрям свого руху. Велика кількість таких ударів створює значну силу тиску, яка спричиняє  деформацію поверхні.

Переконаємося на досліді в тому, що часті удари невеликих частинок створюють постійну силу тиску: сипатимемо на аркуш тонкого картону рівномірним потоком пісок. Аркуш картону при цьому деформується. Деформацію картону зумовлено окремими ударами піщинок. Чим більше кількість піщинок, тим більше деформується лист картону. Аналогічно відбувається в газах.

Висновок:  Причина тиску газів – удари молекул о стінки посудини, тиск газу залежить від його густини.

Дослід з несильно надутою повітряною кулькою .

 Якщо  стиснути її, то об'єм, що його займає повітря, зменшиться. При цьому  відчуємо, що тиск повітря в кульці збільшився.

 Висновок:  Отже, якщо об'єм газу зменшити, тиск газу збільшиться.

Покладемо слабко надуту повітряну кульку в порожню посудину (рис.13.4).Якщо налити в цю посудину гарячої води, ми помітимо, що кулька трохи надметься (рис.13.5).

Висновок: унаслідок підвищення температури тиск газу збільшується .

Тиск рідин.

Дослід з циліндром, який має гумове дно.

   У циліндр з гумовим дном поступово наливаємо  воду. Чим вищий стовп води, тим більше прогинається дно. Усі рідини на Землі зазнають дії сили тяжіння. Через це вони мають вагу. Гумове дно прогнеться внаслідок дії ваги води. Доливши в посудину ще води, збільшимо її масу. Це призведе до збільшення ваги рідини, а, отже, до більшого прогинання гумового дна.

Висновок: рідина своєю вагою створює тиск. Чим вищий стовп рідини, тим тиск більший.

Дослід з пляшкою, яка має отвори на різній висоті

У пляшку з отворами наллємо воду. Дальність вильоту струменя різна і тим більша, чим нижче розташовується отвір. З отворів, розташованих на одному горизонтальному рівні, б’ють симетричні струмені.

Висновок: тиск у рідині на одному рівні однаковий. Із глибиною тиск зростає.

      Рідина  так  само як і газ, може передавати тиск.

Закон Паскаля.

Дослід з кулею Паскаля.

Висновок: Як для рідин, так і для газів характерна спільна властивість - вони передають тиск в усіх напрямах однаково. Цю особливість дослідив французький фізик Блез Паскаль, який сформулював   закон, названий на його честь.

Закон Паскаля. Тиск, який діє на рідину або газ, передається ними в усіх напрямах однаково.

 4. Розрахунок тиску рідини на дно і стінки посудини.

Розрахуємо тиск, який чинить рідина на дно посудини.

За означенням тиску: . Силою тиску в даному випадку є вага рідини:             F = P = g·m. Розраховуємо масу рідини в посудині: m = ρ·V = ρ·S·h, де

 h-висота рівня рідини над дном,

 S-площа дна посудини,

 ρ-густина рідини.

Таким чином,      p=  

Отже, тиск рідини не залежить ні від маси рідини в посудині, ні від площі дна.

                             

Висновок:   тиск  рідини, як наслідок  дії тяжіння залежить від її густини і висоти стовпа рідини, і відповідно до закону Паскаля передається  цей тиск в усіх  напрямах

Зміну  тиску з глибиною добре відчувають люди, які працюють, пірнаючи в глибини водойм. Якщо в легкому скафандрі водолаз може працювати на глибині до 100м, то для дослідження глибини океанів, яка сягає кількох кілометрів, виготовляють особливо міцні товстостінні апарати – батисфери і батискафи.

Найбільша глибина, якої досягає людина в батискафі, становить близько 11км.