वायुमंडलीय दबाव भौतिकी 7. वायुमंडलीय दबाव। विषय: ठोस, तरल और गैसों का दबाव
वायुमंडल - पृथ्वी का वायु कवच / कई हजार किलोमीटर ऊँचा /।
अपना वायुमंडल खो देने के बाद, पृथ्वी अपने साथी चंद्रमा की तरह मृत हो जाएगी, जहां चिलचिलाती गर्मी और जमा देने वाली ठंड बारी-बारी से शासन करती है - दिन के दौरान + 130 C और रात में - 150 C।
पृथ्वी के वायुमंडल में गैसों की संरचना इस प्रकार दिखती है:
पास्कल की गणना के अनुसार, पृथ्वी के वायुमंडल का वजन 10 किमी व्यास वाली तांबे की गेंद के बराबर है - पांच क्वाड्रिलियन (500000000000000) टन!
पृथ्वी की सतह और उस पर मौजूद सभी पिंड हवा की मोटाई से दबाव का अनुभव करते हैं, अर्थात। वायुमंडलीय दबाव का अनुभव करें।
वायुमंडलीय दबाव के अस्तित्व को साबित करने वाला प्रयोग:
एक और अनुभव:
यदि आप छेद को बंद करने के लिए सुई के बजाय सिरिंज के अंत में एक प्लग लगाते हैं, और फिर पिस्टन को बाहर खींचते हैं, जिससे नीचे एक वैक्यूम बनता है, तो पिस्टन को छोड़ने के बाद आप एक तेज पॉप सुन सकते हैं और पिस्टन पीछे हट जाता है। ऐसा पिस्टन पर बाह्य वायुमंडलीय दबाव की क्रिया के कारण होता है।
वायुमंडलीय दबाव की खोज कैसे की गई?
तो याद रखें, हवा का वजन होता है...
इसे अनुभव से सत्यापित किया जा सकता है। गेंद से कुछ हवा बाहर निकालने के बाद, हम देखेंगे कि यह हल्की हो गई है।
पहली बार हवा के भार ने लोगों को 1638 में भ्रमित किया, जब टस्कनी के ड्यूक का फ्लोरेंस के बगीचों को फव्वारों से सजाने का विचार विफल हो गया - पानी 10.3 मीटर से ऊपर नहीं बढ़ पाया
पानी के जिद्दीपन के कारणों की खोज और एक भारी तरल - पारा के साथ प्रयोग, 1643 में शुरू किया गया। टोरिसेली ने वायुमंडलीय दबाव की खोज का नेतृत्व किया।
टोरिसेली ने पाया कि उनके प्रयोग में पारा स्तंभ की ऊंचाई न तो ट्यूब के आकार या उसके झुकाव पर निर्भर करती है। समुद्र तल पर पारा स्तंभ की ऊंचाई हमेशा लगभग 760 मिमी रही है।
वैज्ञानिक ने सुझाव दिया कि तरल स्तंभ की ऊंचाई हवा के दबाव से संतुलित होती है। स्तंभ की ऊंचाई और तरल के घनत्व को जानकर, आप वायुमंडलीय दबाव की मात्रा निर्धारित कर सकते हैं।
टोरिसेली की धारणा की सत्यता की पुष्टि 1648 में हुई। माउंट पुई डे डोम पर पास्कल का अनुभव। पास्कल ने साबित किया कि हवा का एक छोटा स्तंभ कम दबाव डालता है। पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण और अपर्याप्त गति के कारण, वायु के अणु पृथ्वी के निकट के स्थान को नहीं छोड़ सकते। हालाँकि, वे पृथ्वी की सतह पर नहीं गिरते, बल्कि उसके ऊपर मंडराते हैं, क्योंकि निरंतर तापीय गति में हैं।
थर्मल गति और पृथ्वी के प्रति अणुओं के आकर्षण के कारण, वायुमंडल में उनका वितरण असमान है। 2000-3000 किमी की वायुमंडलीय ऊंचाई के साथ, इसका 99% द्रव्यमान निचली (30 किमी तक) परत में केंद्रित है। वायु, अन्य गैसों की तरह, अत्यधिक संपीड़ित है। वायुमंडल की निचली परतों पर, ऊपरी परतों के दबाव के परिणामस्वरूप, वायु घनत्व अधिक होता है।
समुद्र तल पर सामान्य वायुमंडलीय दबाव औसतन 760 मिमी एचजी = 1013 एचपीए होता है।
ऊंचाई के साथ वायुदाब और घनत्व कम हो जाता है।
कम ऊंचाई पर, प्रत्येक 12 मीटर की चढ़ाई से वायुमंडलीय दबाव 1 मिमी एचजी कम हो जाता है। अधिक ऊंचाई पर यह पैटर्न टूट जाता है।
ऐसा इसलिए होता है क्योंकि दबाव डालने वाले वायु स्तंभ की ऊंचाई बढ़ने पर कम हो जाती है। इसके अलावा, वायुमंडल की ऊपरी परतों में हवा कम घनी होती है।
पृथ्वी के वायुमंडल में हवा का तापमान इस प्रकार बदलता है:
दिलचस्प घटना
बहुत खूब
यदि पृथ्वी का वायुमंडल पृथ्वी के साथ अपनी धुरी पर नहीं घूमता, तो पृथ्वी की सतह पर तेज़ तूफ़ान उठते।
यदि वायुमण्डल अचानक गायब हो जाए तो पृथ्वी पर क्या होगा?
पृथ्वी पर तापमान लगभग -170 डिग्री सेल्सियस होगा, सभी जल क्षेत्र जम जायेंगे और भूमि बर्फीली परत से ढक जायेगी।
वहां पूर्ण शांति होगी, क्योंकि ध्वनि शून्यता में यात्रा नहीं करती; आकाश काला हो जाएगा, क्योंकि आकाश का रंग हवा पर निर्भर करता है; कोई सांझ, भोर, सफ़ेद रातें नहीं होंगी।
तारों का टिमटिमाना बंद हो जाएगा और तारे स्वयं न केवल रात में, बल्कि दिन में भी दिखाई देंगे (हवा के कणों द्वारा सूर्य के प्रकाश के प्रकीर्णन के कारण हम उन्हें दिन में नहीं देख पाते हैं)।
जानवर और पौधे मर जायेंगे.
कुछ ग्रह सौर परिवारवायुमंडल भी हैं, लेकिन उनका दबाव किसी व्यक्ति को स्पेससूट के बिना वहां रहने की अनुमति नहीं देता है। उदाहरण के लिए, शुक्र पर, वायुमंडलीय दबाव लगभग 100 एटीएम है, मंगल पर - लगभग 0.006 एटीएम। वायुमंडलीय दबाव के कारण हमारे शरीर के प्रत्येक वर्ग सेंटीमीटर पर 10 N का बल कार्य करता है।
एक व्यक्ति समुद्र तल से अलग-अलग ऊँचाइयाँ कैसे उठाता है?
अगर किसी व्यक्ति को बिना स्पेससूट के बाहर फेंक दिया जाए तो उसका क्या होगा? खुली जगह?
अमेरिकी फिल्म टोटल रिकॉल (अर्नोल्ड श्वार्ज़नेगर अभिनीत) में, जब मुख्य पात्र खुद को मंगल की सतह पर फेंका हुआ पाते हैं, तो उनकी आंखें अपनी जेब से बाहर निकलने लगती हैं और उनके शरीर में सूजन आ जाती है। उस व्यक्ति का क्या होगा जो वायुहीन अंतरिक्ष में खुद को बिना स्पेससूट के पाता है (या यूं कहें कि उसके शरीर का क्या होगा - आखिरकार, वह सांस नहीं ले सकता)। शरीर के अंदर गैस का दबाव बाहरी (शून्य) दबाव के साथ "संतुलित" हो जाएगा। एक बहुत ही सरल उदाहरण: कप जो एक मरीज को दिए जाते हैं। उनमें हवा गर्म हो जाती है, जिससे गैस का घनत्व कम हो जाता है। जार को तुरंत सतह पर लगाया जाता है, और आप देखते हैं कि कैसे, जैसे ही जार और उसमें मौजूद हवा ठंडी होती है, इस स्थान पर मौजूद मानव शरीर जार में खिंच जाता है। किसी व्यक्ति के चारों ओर ऐसे जार की कल्पना करें...
लेकिन यह एकमात्र ``अप्रिय'' प्रक्रिया नहीं है। जैसा कि आप जानते हैं, एक व्यक्ति में कम से कम 75% पानी होता है। वायुमंडलीय दबाव पर पानी का क्वथनांक 100 C होता है। क्वथनांक दृढ़ता से दबाव पर निर्भर करता है: दबाव जितना कम होगा, क्वथनांक उतना ही कम होगा। ...पहले से ही 0.4 एटीएम के दबाव पर। पानी का क्वथनांक 28.64 C है, जो मानव शरीर के तापमान से काफी कम है। इसलिए, पहली नज़र में, बाहरी अंतरिक्ष में प्रवेश करते समय, एक व्यक्ति फट जाएगा और "उबल जाएगा" ... लेकिन शरीर नहीं फटेगा। तथ्य यह है कि यदि हवा फेफड़ों (और शरीर के अन्य गुहाओं) को बिना रुके छोड़ देती है, तो शरीर में केवल तरल पदार्थ होता है, जो गैस के बुलबुले छोड़ता है, लेकिन तुरंत उबलता नहीं है। वैसे, जब अवसादन होता है (मान लीजिए, अधिक ऊंचाई पर), तो व्यक्ति मर जाता है, लेकिन टुकड़े-टुकड़े नहीं होता है। आइए हम अपने मृत अंतरिक्ष यात्रियों को याद करें: 20 किमी वायुमंडल का लगभग 1/10 हिस्सा है - हमारे लिए रुचि के दृष्टिकोण से व्यावहारिक रूप से एक निर्वात है।
हालाँकि... लगभग 15 साल पहले, अकाडेमगोरोडोक के एक संस्थान में, मांस को वैक्यूम से सुखाने का प्रयास करने का विचार आया। मांस का एक बड़ा टुकड़ा निर्वात कक्ष में रखा गया और तेज़ पंपिंग शुरू हुई। टुकड़ा बस फट गया. इस प्रयोग के बाद निर्वात कक्ष की दीवारों से इसके परिणाम निकालना काफी कठिन था।
एक आदमी स्की के साथ और स्की के बिना।
एक व्यक्ति ढीली बर्फ पर बड़ी कठिनाई से चलता है, हर कदम पर गहराई में डूबता जाता है। लेकिन, स्की पहनने के बाद, वह लगभग उसमें गिरे बिना चल सकता है। क्यों? स्की के साथ या उसके बिना, एक व्यक्ति अपने वजन के बराबर बल के साथ बर्फ पर कार्य करता है। हालाँकि, इस बल का प्रभाव दोनों मामलों में अलग-अलग होता है, क्योंकि जिस सतह पर व्यक्ति दबाव डालता है वह अलग-अलग होता है, स्की के साथ और स्की के बिना। स्की के सतह क्षेत्रफल का लगभग 20 गुना अधिक क्षेत्रफलतलवों. इसलिए, स्की पर खड़े होने पर, एक व्यक्ति बर्फ की सतह के प्रत्येक वर्ग सेंटीमीटर पर बल के साथ कार्य करता है जो स्की के बिना बर्फ पर खड़े होने की तुलना में 20 गुना कम होता है।
एक छात्र अखबार को बोर्ड पर बटनों से चिपकाकर प्रत्येक बटन पर समान बल से कार्य करता है। हालाँकि, तेज़ सिरे वाला बटन अधिक आसानी से लकड़ी में चला जाएगा।
इसका मतलब यह है कि बल का परिणाम न केवल उसके मापांक, दिशा और अनुप्रयोग के बिंदु पर निर्भर करता है, बल्कि सतह के उस क्षेत्र पर भी निर्भर करता है जिस पर इसे लागू किया जाता है (लंबवत जिस पर यह कार्य करता है)।
इस निष्कर्ष की पुष्टि भौतिक प्रयोगों से होती है।
अनुभव। किसी दिए गए बल की कार्रवाई का परिणाम इस बात पर निर्भर करता है कि इकाई सतह क्षेत्र पर कौन सा बल कार्य करता है।
आपको एक छोटे बोर्ड के कोनों में कील ठोकने की जरूरत है। सबसे पहले, बोर्ड में ठोके गए कीलों को उनके बिंदुओं को ऊपर की ओर रखते हुए रेत पर रखें और बोर्ड पर एक वजन रखें। इस मामले में, नाखून के सिरों को केवल रेत में थोड़ा सा दबाया जाता है। फिर हम बोर्ड को पलट देते हैं और कीलों को किनारे पर रख देते हैं। इस मामले में, समर्थन क्षेत्र छोटा होता है, और उसी बल के तहत नाखून रेत में काफी गहराई तक चले जाते हैं।
अनुभव। दूसरा दृष्टांत.
इस बल की कार्रवाई का परिणाम इस बात पर निर्भर करता है कि सतह क्षेत्र की प्रत्येक इकाई पर कौन सा बल कार्य करता है।
विचार किए गए उदाहरणों में, बल शरीर की सतह पर लंबवत कार्य करते हैं। आदमी का वजन बर्फ की सतह के लंबवत था; बटन पर लगने वाला बल बोर्ड की सतह के लंबवत होता है।
सतह पर लंबवत कार्य करने वाले बल और इस सतह के क्षेत्रफल के अनुपात के बराबर मात्रा को दबाव कहा जाता है.
दबाव निर्धारित करने के लिए, सतह पर लंबवत कार्य करने वाले बल को सतह क्षेत्र से विभाजित किया जाना चाहिए:
दबाव = बल/क्षेत्र.
आइए हम इस अभिव्यक्ति में शामिल मात्राओं को निरूपित करें: दबाव - पी, सतह पर कार्य करने वाला बल है एफऔर सतह क्षेत्र - एस.
तब हमें सूत्र मिलता है:
पी = एफ/एस
यह स्पष्ट है कि एक ही क्षेत्र पर कार्य करने वाला बड़ा बल अधिक दबाव उत्पन्न करेगा।
दबाव की एक इकाई को इस सतह के लंबवत 1 एम2 क्षेत्रफल वाली सतह पर कार्य करने वाले 1 एन के बल द्वारा उत्पन्न दबाव माना जाता है।.
दबाव की इकाई - न्यूटन प्रति वर्ग मीटर (1 एन/एम2)। फ्रांसीसी वैज्ञानिक के सम्मान में ब्लेस पास्कल इसे पास्कल कहा जाता है ( देहात). इस प्रकार,
1 पा = 1 एन/एम2.
दबाव की अन्य इकाइयों का भी उपयोग किया जाता है: हेक्टोपास्कल (एचपीए) और किलोपास्कल (किलो पास्कल).
1 केपीए = 1000 पीए;
1 एचपीए = 100 पीए;
1 पा = 0.001 केपीए;
1 पा = 0.01 एचपीए.
आइए समस्या की स्थितियों को लिखें और इसका समाधान करें।
दिया गया : एम = 45 किग्रा, एस = 300 सेमी 2; पी = ?
एसआई इकाइयों में: एस = 0.03 एम2
समाधान:
पी = एफ/एस,
एफ = पी,
पी = जी एम,
पी= 9.8 एन · 45 किग्रा ≈ 450 एन,
पी= 450/0.03 एन/एम2 = 15000 पा = 15 केपीए
"उत्तर": पी = 15000 पा = 15 केपीए
दबाव कम करने और बढ़ाने के उपाय.
एक भारी क्रॉलर ट्रैक्टर मिट्टी पर 40 - 50 kPa के बराबर दबाव पैदा करता है, यानी 45 किलो वजन वाले लड़के के दबाव से केवल 2 - 3 गुना अधिक। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि ट्रैक ड्राइव के कारण ट्रैक्टर का वजन एक बड़े क्षेत्र में वितरित होता है। और हमने इसे स्थापित किया है समर्थन क्षेत्र जितना बड़ा होगा, इस समर्थन पर समान बल द्वारा उत्पन्न दबाव उतना ही कम होगा .
निम्न या उच्च दबाव की आवश्यकता के आधार पर, समर्थन क्षेत्र बढ़ता या घटता है। उदाहरण के लिए, मिट्टी खड़ी की जा रही इमारत का दबाव झेल सके, इसके लिए नींव के निचले हिस्से का क्षेत्रफल बढ़ा दिया जाता है।
ट्रक के टायर और हवाई जहाज़ के चेसिस को यात्री टायरों की तुलना में अधिक चौड़ा बनाया जाता है। रेगिस्तान में ड्राइविंग के लिए डिज़ाइन की गई कारों के टायर विशेष रूप से चौड़े बनाए जाते हैं।
भारी वाहन, जैसे ट्रैक्टर, टैंक या दलदली वाहन, पटरियों के बड़े समर्थन क्षेत्र वाले, दलदली क्षेत्रों से गुजरते हैं जहां से कोई व्यक्ति नहीं गुजर सकता।
दूसरी ओर, एक छोटे सतह क्षेत्र के साथ, एक छोटे से बल के साथ बड़ी मात्रा में दबाव उत्पन्न किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, किसी बोर्ड में एक बटन दबाते समय, हम उस पर लगभग 50 N का बल लगाते हैं। चूँकि बटन की नोक का क्षेत्रफल लगभग 1 मिमी 2 है, इसलिए इसके द्वारा उत्पन्न दबाव बराबर होता है:
पी = 50 एन / 0.000 001 एम 2 = 50,000,000 पा = 50,000 केपीए।
तुलना के लिए, यह दबाव क्रॉलर ट्रैक्टर द्वारा मिट्टी पर डाले गए दबाव से 1000 गुना अधिक है। आपको ऐसे और भी कई उदाहरण मिल सकते हैं.
काटने वाले उपकरणों के ब्लेड और छुरा घोंपने वाले उपकरणों (चाकू, कैंची, कटर, आरी, सुई आदि) के बिंदुओं को विशेष रूप से तेज किया जाता है। एक तेज़ ब्लेड की नुकीली धार का क्षेत्रफल छोटा होता है, इसलिए एक छोटा सा बल भी बहुत अधिक दबाव बनाता है, और इस उपकरण के साथ काम करना आसान है।
काटने और छेदने के उपकरण जीवित प्रकृति में भी पाए जाते हैं: ये दांत, पंजे, चोंच, स्पाइक्स आदि हैं - ये सभी कठोर सामग्री से बने होते हैं, चिकने और बहुत तेज होते हैं।
दबाव
यह ज्ञात है कि गैस के अणु अनियमित रूप से चलते हैं।
हम पहले से ही जानते हैं कि गैसें इसके विपरीत हैं एसएनएफऔर तरल पदार्थ, उस पूरे बर्तन को भरें जिसमें वे स्थित हैं। उदाहरण के लिए, गैस भंडारण के लिए एक स्टील सिलेंडर, एक कार टायर आंतरिक ट्यूब या वॉलीबॉल। इस मामले में, गैस सिलेंडर, कक्ष या किसी अन्य निकाय की दीवारों, तली और ढक्कन पर दबाव डालती है जिसमें वह स्थित है। गैस का दबाव समर्थन पर किसी ठोस वस्तु के दबाव के अलावा अन्य कारणों से होता है।
यह ज्ञात है कि गैस के अणु अनियमित रूप से चलते हैं। जैसे-जैसे वे चलते हैं, वे एक-दूसरे से टकराते हैं, साथ ही गैस वाले कंटेनर की दीवारों से भी टकराते हैं। एक गैस में कई अणु होते हैं और इसलिए उनके प्रभावों की संख्या बहुत बड़ी होती है। उदाहरण के लिए, 1 सेमी में 1 सेमी 2 के क्षेत्रफल वाले सतह पर एक कमरे में हवा के अणुओं के प्रभावों की संख्या को तेईस अंकों की संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है। यद्यपि एक व्यक्तिगत अणु का प्रभाव बल छोटा होता है, बर्तन की दीवारों पर सभी अणुओं का प्रभाव महत्वपूर्ण होता है - यह गैस का दबाव बनाता है।
इसलिए, बर्तन की दीवारों पर (और गैस में रखे गए पिंड पर) गैस का दबाव गैस अणुओं के प्रभाव के कारण होता है .
निम्नलिखित प्रयोग पर विचार करें. एयर पंप बेल के नीचे एक रबर की गेंद रखें। इसमें थोड़ी मात्रा में हवा होती है और इसका आकार अनियमित होता है। फिर हम घंटी के नीचे से हवा बाहर निकालते हैं। गेंद का खोल, जिसके चारों ओर हवा तेजी से विरल होती जाती है, धीरे-धीरे फूलती है और एक नियमित गेंद का आकार ले लेती है।
इस अनुभव को कैसे समझाया जाए?
संपीड़ित गैस के भंडारण और परिवहन के लिए विशेष टिकाऊ स्टील सिलेंडर का उपयोग किया जाता है।
हमारे प्रयोग में, गतिमान गैस अणु लगातार गेंद की अंदर और बाहर की दीवारों से टकराते रहते हैं। जब हवा को बाहर पंप किया जाता है, तो गेंद के खोल के चारों ओर घंटी में अणुओं की संख्या कम हो जाती है। लेकिन गेंद के अंदर उनकी संख्या नहीं बदलती. इसलिए, खोल की बाहरी दीवारों पर अणुओं के प्रभावों की संख्या आंतरिक दीवारों पर प्रभावों की संख्या से कम हो जाती है। गेंद तब तक फूलती है जब तक कि उसके रबर खोल का लोचदार बल गैस के दबाव के बल के बराबर न हो जाए। गेंद का खोल एक गेंद का आकार ले लेता है। इससे पता चलता है कि गैस इसकी दीवारों पर सभी दिशाओं में समान रूप से दबाव डालती है. दूसरे शब्दों में, सतह क्षेत्र के प्रति वर्ग सेंटीमीटर आणविक प्रभावों की संख्या सभी दिशाओं में समान है। सभी दिशाओं में समान दबाव गैस की विशेषता है और यह बड़ी संख्या में अणुओं की यादृच्छिक गति का परिणाम है।
आइए गैस का आयतन कम करने का प्रयास करें, लेकिन ताकि उसका द्रव्यमान अपरिवर्तित रहे। इसका मतलब यह है कि प्रत्येक घन सेंटीमीटर गैस में अधिक अणु होंगे, गैस का घनत्व बढ़ जाएगा। तब दीवारों पर अणुओं के प्रभावों की संख्या बढ़ जाएगी, यानी गैस का दबाव बढ़ जाएगा। इसकी पुष्टि अनुभव से की जा सकती है।
छवि पर एएक कांच की ट्यूब दिखाई देती है, जिसका एक सिरा पतली रबर फिल्म से बंद है। ट्यूब में एक पिस्टन डाला जाता है। जब पिस्टन अंदर जाता है, तो ट्यूब में हवा की मात्रा कम हो जाती है, यानी गैस संपीड़ित होती है। रबर फिल्म बाहर की ओर झुकती है, जो दर्शाती है कि ट्यूब में हवा का दबाव बढ़ गया है।
इसके विपरीत, जैसे-जैसे गैस के समान द्रव्यमान का आयतन बढ़ता है, प्रत्येक घन सेंटीमीटर में अणुओं की संख्या कम हो जाती है। इससे बर्तन की दीवारों पर प्रभावों की संख्या कम हो जाएगी - गैस का दबाव कम हो जाएगा। दरअसल, जब पिस्टन को ट्यूब से बाहर निकाला जाता है, तो हवा की मात्रा बढ़ जाती है और फिल्म बर्तन के अंदर झुक जाती है। यह ट्यूब में हवा के दबाव में कमी का संकेत देता है। यदि ट्यूब में हवा के बजाय कोई अन्य गैस होती तो भी यही घटना देखी जाती।
इसलिए, जब गैस का आयतन घटता है, तो उसका दबाव बढ़ता है, और जब आयतन बढ़ता है, तो दबाव कम होता है, बशर्ते कि गैस का द्रव्यमान और तापमान अपरिवर्तित रहे.
यदि किसी गैस को स्थिर आयतन पर गर्म किया जाए तो उसका दबाव कैसे बदल जाएगा? यह ज्ञात है कि गर्म करने पर गैस के अणुओं की गति बढ़ जाती है। तेजी से आगे बढ़ते हुए, अणु कंटेनर की दीवारों से अधिक बार टकराएंगे। इसके अलावा, दीवार पर अणु का प्रत्येक प्रभाव अधिक मजबूत होगा। परिणामस्वरूप, जहाज की दीवारों पर अधिक दबाव पड़ेगा।
इस तरह, गैस का तापमान जितना अधिक होगा, बंद बर्तन में गैस का दबाव उतना ही अधिक होगा, बशर्ते कि गैस का द्रव्यमान और आयतन न बदले।
इन प्रयोगों से सामान्यतः यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि गैस का दबाव अधिक बार बढ़ता है और अणु बर्तन की दीवारों से टकराते हैं .
गैसों को संग्रहित और परिवहन करने के लिए, उन्हें अत्यधिक संपीड़ित किया जाता है। साथ ही, उनका दबाव बढ़ता है, गैसों को विशेष, बहुत टिकाऊ सिलेंडरों में बंद किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, ऐसे सिलेंडरों में पनडुब्बियों में संपीड़ित हवा और वेल्डिंग धातुओं में उपयोग की जाने वाली ऑक्सीजन होती है। बेशक, हमें हमेशा याद रखना चाहिए कि गैस सिलेंडर को गर्म नहीं किया जा सकता है, खासकर जब वे गैस से भरे हों। क्योंकि, जैसा कि हम पहले से ही समझते हैं, एक विस्फोट बहुत अप्रिय परिणामों के साथ हो सकता है।
पास्कल का नियम.
दबाव तरल या गैस के प्रत्येक बिंदु पर संचारित होता है।
पिस्टन का दबाव गेंद को भरने वाले द्रव के प्रत्येक बिंदु पर प्रसारित होता है।
अब गैस.
ठोस पदार्थों के विपरीत, तरल और गैस की व्यक्तिगत परतें और छोटे कण सभी दिशाओं में एक दूसरे के सापेक्ष स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक गिलास में पानी की सतह पर हल्के से फूंक मारना पर्याप्त है, जिससे पानी हिल जाए। किसी नदी या झील पर हल्की सी हवा चलने पर लहरें उभरने लगती हैं।
गैस और तरल कणों की गतिशीलता यह बताती है उन पर डाला गया दबाव न केवल बल की दिशा में, बल्कि हर बिंदु तक प्रसारित होता है. आइए इस घटना पर अधिक विस्तार से विचार करें।
छवि पर, एगैस (या तरल) युक्त एक बर्तन को दर्शाता है। कण पूरे बर्तन में समान रूप से वितरित होते हैं। बर्तन एक पिस्टन द्वारा बंद होता है जो ऊपर और नीचे जा सकता है।
कुछ बल लगाकर, हम पिस्टन को थोड़ा अंदर की ओर जाने के लिए बाध्य करेंगे और उसके ठीक नीचे स्थित गैस (तरल) को संपीड़ित करेंगे। तब कण (अणु) इस स्थान पर पहले की तुलना में अधिक सघनता से स्थित होंगे (चित्र, बी)। गतिशीलता के कारण गैस के कण सभी दिशाओं में गति करेंगे। परिणामस्वरूप, उनकी व्यवस्था फिर से एक समान हो जाएगी, लेकिन पहले की तुलना में अधिक घनी हो जाएगी (चित्र सी)। इसलिए हर जगह गैस का दबाव बढ़ेगा. इसका मतलब यह है कि अतिरिक्त दबाव गैस या तरल के सभी कणों में संचारित होता है। इसलिए, यदि पिस्टन के पास गैस (तरल) पर दबाव 1 Pa बढ़ जाता है, तो सभी बिंदुओं पर अंदरगैस हो या तरल, दबाव उसी मात्रा में पहले से अधिक हो जाएगा। बर्तन की दीवारों, तली और पिस्टन पर दबाव 1 Pa बढ़ जाएगा।
किसी तरल या गैस पर डाला गया दबाव किसी भी बिंदु पर सभी दिशाओं में समान रूप से प्रसारित होता है .
इस कथन को कहा जाता है पास्कल का नियम.
पास्कल के नियम के आधार पर निम्नलिखित प्रयोगों को समझाना आसान है।
चित्र में विभिन्न स्थानों पर छोटे छेद वाली एक खोखली गेंद दिखाई गई है। गेंद से एक ट्यूब जुड़ी होती है जिसमें एक पिस्टन डाला जाता है। यदि आप एक गेंद में पानी भरते हैं और एक पिस्टन को ट्यूब में धकेलते हैं, तो गेंद के सभी छिद्रों से पानी बाहर निकल जाएगा। इस प्रयोग में, एक पिस्टन एक ट्यूब में पानी की सतह पर दबाव डालता है। पिस्टन के नीचे स्थित पानी के कण, संकुचित होकर, इसके दबाव को अन्य गहरी परतों में स्थानांतरित करते हैं। इस प्रकार, पिस्टन का दबाव गेंद को भरने वाले द्रव के प्रत्येक बिंदु पर प्रसारित होता है। परिणामस्वरूप, पानी का कुछ हिस्सा सभी छिद्रों से बहने वाली समान धाराओं के रूप में गेंद से बाहर धकेल दिया जाता है।
यदि गेंद धुएँ से भरी है, तो जब पिस्टन को ट्यूब में धकेला जाएगा, तो गेंद के सभी छिद्रों से धुएँ की समान धाराएँ निकलने लगेंगी। इससे इसकी पुष्टि होती है गैसें अपने ऊपर डाले गए दबाव को सभी दिशाओं में समान रूप से संचारित करती हैं.
तरल और गैस में दबाव.
तरल के भार के प्रभाव में, ट्यूब में रबर का तल झुक जाएगा।
पृथ्वी पर सभी पिंडों की तरह तरल पदार्थ भी गुरुत्वाकर्षण से प्रभावित होते हैं। इसलिए, बर्तन में डाली गई तरल की प्रत्येक परत अपने वजन के साथ दबाव बनाती है, जो पास्कल के नियम के अनुसार, सभी दिशाओं में प्रसारित होती है। इसलिए, तरल के अंदर दबाव होता है। इसे अनुभव से सत्यापित किया जा सकता है।
एक कांच की नली में पानी डालें, जिसका निचला छेद एक पतली रबर फिल्म से बंद हो। तरल के भार के प्रभाव में, ट्यूब का निचला भाग झुक जाएगा।
अनुभव से पता चलता है कि रबर फिल्म के ऊपर पानी का स्तंभ जितना अधिक होता है, वह उतना ही अधिक झुकता है। लेकिन हर बार रबर का तल झुकने के बाद, ट्यूब में पानी संतुलन में आ जाता है (रुक जाता है), क्योंकि गुरुत्वाकर्षण बल के अलावा, खिंची हुई रबर फिल्म का लोचदार बल पानी पर कार्य करता है।
रबर फिल्म पर कार्य करने वाली शक्तियां हैं |
दोनों तरफ समान हैं. |
चित्रण।
गुरुत्वाकर्षण के दबाव के कारण तली सिलेंडर से दूर चली जाती है।
आइए रबर के तले वाली ट्यूब को, जिसमें पानी डाला जाता है, पानी से भरे दूसरे, चौड़े बर्तन में डालें। हम देखेंगे कि जैसे ही ट्यूब को नीचे किया जाता है, रबर फिल्म धीरे-धीरे सीधी हो जाती है। फिल्म को पूरी तरह सीधा करने से पता चलता है कि इस पर ऊपर और नीचे से लगने वाली शक्तियां बराबर हैं। फिल्म का पूर्ण रूप से सीधा होना तब होता है जब ट्यूब और बर्तन में पानी का स्तर मेल खाता है।
वही प्रयोग एक ट्यूब के साथ किया जा सकता है जिसमें एक रबर फिल्म साइड छेद को कवर करती है, जैसा कि चित्र ए में दिखाया गया है। आइए इस ट्यूब को पानी के साथ दूसरे बर्तन में पानी के साथ डुबोएं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, बी. हम देखेंगे कि जैसे ही ट्यूब और बर्तन में पानी का स्तर बराबर हो जाएगा, फिल्म फिर से सीधी हो जाएगी। इसका मतलब यह है कि रबर फिल्म पर कार्य करने वाली शक्तियां सभी तरफ समान हैं।
आइए एक ऐसा बर्तन लें जिसका पेंदा दूर जा गिरे। आइए इसे पानी के एक जार में डाल दें। तली बर्तन के किनारे पर कसकर दब जाएगी और गिरेगी नहीं। इसे नीचे से ऊपर की ओर निर्देशित पानी के दबाव के बल से दबाया जाता है।
हम सावधानी से बर्तन में पानी डालेंगे और उसकी तली की निगरानी करेंगे। जैसे ही बर्तन में पानी का स्तर जार में पानी के स्तर के साथ मेल खाता है, यह बर्तन से दूर गिर जाएगा।
पृथक्करण के समय, बर्तन में तरल का एक स्तंभ ऊपर से नीचे की ओर दबाता है, और समान ऊंचाई के तरल के एक स्तंभ से दबाव, लेकिन जार में स्थित, नीचे से ऊपर से नीचे तक प्रेषित होता है। ये दोनों दबाव समान हैं, लेकिन तली सिलेंडर पर अपने गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के कारण सिलेंडर से दूर चली जाती है।
पानी के साथ प्रयोगों का वर्णन ऊपर किया गया था, लेकिन यदि आप पानी के स्थान पर कोई अन्य तरल पदार्थ लेते हैं, तो प्रयोग के परिणाम वही होंगे।
तो, प्रयोग यह दिखाते हैं द्रव के अंदर दबाव होता है और एक ही स्तर पर यह सभी दिशाओं में बराबर होता है। गहराई के साथ दबाव बढ़ता है.
इस संबंध में गैसें तरल पदार्थों से भिन्न नहीं हैं, क्योंकि उनका भी वजन होता है। लेकिन हमें याद रखना चाहिए कि गैस का घनत्व तरल के घनत्व से सैकड़ों गुना कम है। बर्तन में गैस का वजन छोटा है, और कई मामलों में इसके "वजन" दबाव को नजरअंदाज किया जा सकता है।
किसी बर्तन के तल और दीवारों पर तरल दबाव की गणना।
किसी बर्तन के तल और दीवारों पर तरल दबाव की गणना।
आइए विचार करें कि आप किसी बर्तन के तल और दीवारों पर तरल के दबाव की गणना कैसे कर सकते हैं। आइए सबसे पहले एक आयताकार समान्तर चतुर्भुज के आकार वाले बर्तन की समस्या को हल करें।
बल एफ, जिससे इस बर्तन में डाला गया तरल इसके तली पर दबता है, वजन के बराबर होता है पीकंटेनर में तरल. किसी तरल पदार्थ का वजन उसके द्रव्यमान को जानकर निर्धारित किया जा सकता है एम. द्रव्यमान, जैसा कि आप जानते हैं, सूत्र का उपयोग करके गणना की जा सकती है: एम = ρ·वी. हमारे द्वारा चुने गए बर्तन में डाले गए तरल की मात्रा की गणना करना आसान है। यदि किसी बर्तन में तरल के स्तंभ की ऊंचाई को अक्षर द्वारा दर्शाया जाता है एच, और बर्तन के नीचे का क्षेत्र एस, वह वी = एस एच.
तरल द्रव्यमान एम = ρ·वी, या एम = ρ एस एच .
इस तरल का वजन पी = जी एम, या पी = जी ρ एस एच.
चूँकि तरल के एक स्तंभ का वजन उस बल के बराबर होता है जिसके साथ तरल बर्तन के तल पर दबाता है, तो वजन को विभाजित करके पीचौक तक एस, हमें द्रव दबाव मिलता है पी:
पी = पी/एस, या पी = जी·ρ·एस·एच/एस,
हमने बर्तन के तल पर तरल के दबाव की गणना के लिए एक सूत्र प्राप्त किया है। इस सूत्र से यह स्पष्ट है कि बर्तन के तल पर तरल का दबाव केवल तरल स्तंभ के घनत्व और ऊंचाई पर निर्भर करता है.
इसलिए, व्युत्पन्न सूत्र का उपयोग करके, आप बर्तन में डाले गए तरल के दबाव की गणना कर सकते हैं कोई भी आकार(सख्ती से कहें तो, हमारी गणना केवल उन जहाजों के लिए उपयुक्त है जिनका आकार सीधा प्रिज्म और सिलेंडर जैसा है। संस्थान के भौतिकी पाठ्यक्रमों में, यह साबित हुआ कि सूत्र मनमाने आकार के बर्तन के लिए भी सही है)। इसके अलावा, इसका उपयोग जहाज की दीवारों पर दबाव की गणना करने के लिए किया जा सकता है। तरल के अंदर के दबाव, जिसमें नीचे से ऊपर तक का दबाव भी शामिल है, की गणना भी इस सूत्र का उपयोग करके की जाती है, क्योंकि समान गहराई पर दबाव सभी दिशाओं में समान होता है।
सूत्र का उपयोग करके दबाव की गणना करते समय पी = gρhआपको घनत्व की आवश्यकता है ρ इसे किलोग्राम प्रति घन मीटर (किलो/एम3) और तरल स्तंभ की ऊंचाई में व्यक्त किया जाता है एच- मीटर में (एम), जी= 9.8 N/kg, तो दबाव पास्कल (Pa) में व्यक्त किया जाएगा।
उदाहरण. यदि तेल स्तंभ की ऊंचाई 10 मीटर है और इसका घनत्व 800 किग्रा/मीटर 3 है तो टैंक के तल पर तेल का दबाव निर्धारित करें।
चलो समस्या का हाल लिखो और लिखो.
दिया गया :
ρ = 800 किग्रा/मीटर 3
समाधान :
पी = 9.8 एन/किग्रा · 800 किग्रा/मीटर 3 · 10 मीटर ≈ 80,000 पीए ≈ 80 केपीए।
उत्तर : पी ≈ 80 केपीए।
संचार वाहिकाएँ।
संचार वाहिकाएँ।
यह चित्र रबर ट्यूब द्वारा एक दूसरे से जुड़े दो जहाजों को दर्शाता है। ऐसे जहाजों को कहा जाता है संचार. एक पानी का डिब्बा, एक चायदानी, एक कॉफी पॉट संचार वाहिकाओं के उदाहरण हैं। अनुभव से हम जानते हैं कि पानी, उदाहरण के लिए, पानी के डिब्बे में डाला जाता है, टोंटी और अंदर हमेशा एक ही स्तर पर होता है।
हम अक्सर संचार जहाजों का सामना करते हैं। उदाहरण के लिए, यह एक चायदानी, पानी का डिब्बा या कॉफी पॉट हो सकता है। |
किसी भी आकार के संचार वाहिकाओं में एक सजातीय तरल की सतहें समान स्तर पर स्थापित होती हैं। |
विभिन्न घनत्व के तरल पदार्थ. |
निम्नलिखित सरल प्रयोग संचार वाहिकाओं के साथ किया जा सकता है। प्रयोग की शुरुआत में, हम रबर ट्यूब को बीच में दबाते हैं और एक ट्यूब में पानी डालते हैं। फिर हम क्लैंप खोलते हैं, और पानी तुरंत दूसरी ट्यूब में प्रवाहित होता है जब तक कि दोनों ट्यूबों में पानी की सतह समान स्तर पर न हो जाए। आप एक हैंडसेट को तिपाई पर लगा सकते हैं और दूसरे को ऊपर, नीचे या झुका सकते हैं अलग-अलग पक्ष. और इस मामले में, जैसे ही तरल शांत हो जाएगा, दोनों ट्यूबों में इसका स्तर बराबर हो जाएगा।
किसी भी आकार और क्रॉस-सेक्शन के संचार जहाजों में, एक सजातीय तरल की सतहें एक ही स्तर पर स्थापित होती हैं(बशर्ते कि तरल के ऊपर हवा का दबाव समान हो) (चित्र 109)।
इसे इस प्रकार उचित ठहराया जा सकता है। तरल एक बर्तन से दूसरे बर्तन में गए बिना आराम की स्थिति में है। इसका मतलब यह है कि दोनों जहाजों में किसी भी स्तर पर दबाव समान है। दोनों बर्तनों में तरल समान है, यानी इसका घनत्व समान है। इसलिए, इसकी ऊंचाई समान होनी चाहिए। जब हम एक कंटेनर उठाते हैं या उसमें तरल पदार्थ डालते हैं, तो उसमें दबाव बढ़ जाता है और दबाव संतुलित होने तक तरल दूसरे कंटेनर में चला जाता है।
यदि संचार वाहिकाओं में से एक में एक घनत्व का तरल डाला जाता है, और दूसरे में दूसरे घनत्व का तरल डाला जाता है, तो संतुलन पर इन तरल पदार्थों का स्तर समान नहीं होगा। और ये बात समझ में आती है. हम जानते हैं कि बर्तन के तल पर तरल का दबाव स्तंभ की ऊंचाई और तरल के घनत्व के सीधे आनुपातिक होता है। और इस मामले में, तरल पदार्थों का घनत्व भिन्न होगा।
यदि दबाव बराबर हैं, तो अधिक घनत्व वाले तरल के स्तंभ की ऊंचाई कम घनत्व वाले तरल के स्तंभ की ऊंचाई से कम होगी (चित्र)।
अनुभव। वायु का द्रव्यमान कैसे ज्ञात करें?
वायुभार. वातावरणीय दबाव.
वायुमंडलीय दबाव का अस्तित्व.
वायुमंडलीय दबाव बर्तन में विरल वायु के दबाव से अधिक होता है।
पृथ्वी पर किसी भी पिंड की तरह हवा भी गुरुत्वाकर्षण से प्रभावित होती है, और इसलिए हवा में वजन होता है। यदि आप वायु का द्रव्यमान जानते हैं तो उसके भार की गणना करना आसान है।
हम आपको प्रयोगात्मक रूप से दिखाएंगे कि हवा के द्रव्यमान की गणना कैसे करें। ऐसा करने के लिए, आपको एक स्टॉपर के साथ एक टिकाऊ कांच की गेंद और एक क्लैंप के साथ एक रबर ट्यूब लेने की आवश्यकता है। आइए इसमें से हवा को पंप करें, ट्यूब को एक क्लैंप से जकड़ें और इसे तराजू पर संतुलित करें। फिर, रबर ट्यूब पर लगे क्लैंप को खोलकर उसमें हवा डालें। इससे तराजू का संतुलन बिगड़ जायेगा. इसे पुनर्स्थापित करने के लिए, आपको तराजू के दूसरे पलड़े पर वजन रखना होगा, जिसका द्रव्यमान गेंद के आयतन में हवा के द्रव्यमान के बराबर होगा।
प्रयोगों ने स्थापित किया है कि 0 डिग्री सेल्सियस के तापमान और सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर, 1 मीटर 3 की मात्रा वाली हवा का द्रव्यमान 1.29 किलोग्राम के बराबर है। इस हवा के वजन की गणना करना आसान है:
पी = जी एम, पी = 9.8 एन/किग्रा 1.29 किग्रा ≈ 13 एन।
पृथ्वी के चारों ओर वायु का आवरण कहलाता है वायुमंडल (ग्रीक से वातावरण- भाप, वायु, और गोला- गेंद)।
उड़ान अवलोकनों द्वारा दर्शाया गया वातावरण कृत्रिम उपग्रहपृथ्वी कई हजार किलोमीटर की ऊंचाई तक फैली हुई है।
गुरुत्वाकर्षण के कारण वायुमंडल की ऊपरी परतें, समुद्र के पानी की तरह, निचली परतों को संकुचित कर देती हैं। पृथ्वी से सीधे सटी वायु परत सबसे अधिक संकुचित होती है और पास्कल के नियम के अनुसार, उस पर पड़ने वाले दबाव को सभी दिशाओं में प्रसारित करती है।
इसके परिणामस्वरूप, पृथ्वी की सतह और उस पर स्थित पिंड हवा की पूरी मोटाई से दबाव का अनुभव करते हैं, या, जैसा कि आमतौर पर ऐसे मामलों में कहा जाता है, अनुभव होता है वातावरणीय दबाव .
वायुमंडलीय दबाव का अस्तित्व जीवन में हमारे सामने आने वाली कई घटनाओं की व्याख्या कर सकता है। आइए उनमें से कुछ पर नजर डालें।
चित्र में एक ग्लास ट्यूब दिखाई गई है, जिसके अंदर एक पिस्टन है जो ट्यूब की दीवारों पर कसकर फिट बैठता है। ट्यूब के सिरे को पानी में उतारा जाता है। यदि आप पिस्टन को ऊपर उठाएंगे तो पानी उसके पीछे ऊपर उठेगा।
इस घटना का उपयोग जल पंपों और कुछ अन्य उपकरणों में किया जाता है।
चित्र में एक बेलनाकार बर्तन दिखाया गया है। इसे एक स्टॉपर से बंद किया जाता है जिसमें एक नल के साथ एक ट्यूब डाली जाती है। एक पंप की सहायता से हवा को बर्तन से बाहर निकाला जाता है। फिर ट्यूब के सिरे को पानी में रखा जाता है। यदि आप अब नल खोलेंगे, तो पानी बर्तन के अंदर फव्वारे की तरह फूटेगा। पानी बर्तन में प्रवेश करता है क्योंकि वायुमंडलीय दबाव बर्तन में विरल हवा के दबाव से अधिक होता है।
पृथ्वी का वायु आवरण क्यों मौजूद है?
सभी पिंडों की तरह, गैस के अणु जो पृथ्वी के वायु आवरण को बनाते हैं, पृथ्वी की ओर आकर्षित होते हैं।
लेकिन फिर वे सभी पृथ्वी की सतह पर क्यों नहीं गिरते? पृथ्वी का वायु आवरण और उसका वायुमंडल कैसे संरक्षित है? इसे समझने के लिए, हमें यह ध्यान रखना होगा कि गैस के अणु निरंतर और यादृच्छिक गति में हैं। लेकिन फिर एक और सवाल उठता है: ये अणु बाहरी अंतरिक्ष यानी अंतरिक्ष में क्यों नहीं उड़ जाते।
पृथ्वी को पूरी तरह से छोड़ने के लिए, एक अणु, जैसे अंतरिक्ष यानया एक रॉकेट की गति बहुत तेज़ होनी चाहिए (11.2 किमी/सेकंड से कम नहीं)। यह तथाकथित है दूसरा पलायन वेग. पृथ्वी के वायु आवरण में अधिकांश अणुओं की गति इस पलायन वेग से काफी कम है। इसलिए, उनमें से अधिकांश गुरुत्वाकर्षण द्वारा पृथ्वी से बंधे हैं, केवल नगण्य संख्या में अणु पृथ्वी से परे अंतरिक्ष में उड़ते हैं।
अणुओं की यादृच्छिक गति और उन पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के परिणामस्वरूप गैस के अणु पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष में "मँडरा"ते हैं, जिससे एक वायु आवरण या हमारे ज्ञात वातावरण का निर्माण होता है।
मापन से पता चलता है कि ऊंचाई के साथ हवा का घनत्व तेजी से घटता है। तो, पृथ्वी से 5.5 किमी की ऊंचाई पर, हवा का घनत्व पृथ्वी की सतह पर इसके घनत्व से 2 गुना कम है, 11 किमी की ऊंचाई पर - 4 गुना कम, आदि। यह जितना अधिक होगा, हवा उतनी ही दुर्लभ होगी। और अंत में, सबसे ऊपरी परतों (पृथ्वी से सैकड़ों और हजारों किलोमीटर ऊपर) में, वायुमंडल धीरे-धीरे वायुहीन अंतरिक्ष में बदल जाता है। पृथ्वी के वायु आवरण की कोई स्पष्ट सीमा नहीं है।
कड़ाई से कहें तो, गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के कारण, किसी भी बंद बर्तन में गैस का घनत्व बर्तन के पूरे आयतन में समान नहीं होता है। बर्तन के तल पर, गैस का घनत्व उसके ऊपरी हिस्सों की तुलना में अधिक होता है, इसलिए बर्तन में दबाव समान नहीं होता है। यह बर्तन के निचले हिस्से में ऊपर की तुलना में बड़ा होता है। हालाँकि, किसी बर्तन में मौजूद गैस के लिए, घनत्व और दबाव में यह अंतर इतना छोटा होता है कि कई मामलों में इसे पूरी तरह से अनदेखा किया जा सकता है, बस इसके बारे में जाना जाता है। लेकिन कई हजार किलोमीटर तक फैले वायुमंडल के लिए यह अंतर महत्वपूर्ण है।
वायुमंडलीय दबाव मापना. टोरिसेली का अनुभव.
तरल स्तंभ (§ 38) के दबाव की गणना के लिए सूत्र का उपयोग करके वायुमंडलीय दबाव की गणना करना असंभव है। ऐसी गणना के लिए, आपको वायुमंडल की ऊंचाई और वायु घनत्व जानने की आवश्यकता है। लेकिन वायुमंडल की कोई निश्चित सीमा नहीं होती और अलग-अलग ऊंचाई पर हवा का घनत्व अलग-अलग होता है। हालाँकि, 17वीं शताब्दी में एक इतालवी वैज्ञानिक द्वारा प्रस्तावित एक प्रयोग का उपयोग करके वायुमंडलीय दबाव को मापा जा सकता है इवांजेलिस्टा टोरिसेली , गैलीलियो का छात्र।
टोरिसेली के प्रयोग में निम्नलिखित शामिल हैं: लगभग 1 मीटर लंबी एक कांच की ट्यूब, जो एक छोर पर सील है, पारा से भरी हुई है। फिर, ट्यूब के दूसरे सिरे को कसकर बंद करके, इसे पलट दिया जाता है और पारे के एक कप में डाल दिया जाता है, जहां ट्यूब के इस सिरे को पारे के स्तर के नीचे खोल दिया जाता है। जैसा कि तरल के साथ किसी भी प्रयोग में होता है, पारे का कुछ भाग कप में डाला जाता है, और कुछ भाग नली में रहता है। ट्यूब में बचे पारे के स्तंभ की ऊंचाई लगभग 760 मिमी है। ट्यूब के अंदर पारे के ऊपर हवा नहीं होती है, वायुहीन स्थान होता है, इसलिए इस ट्यूब के अंदर पारे के स्तंभ पर ऊपर से कोई भी गैस दबाव नहीं डालती है और माप को प्रभावित नहीं करती है।
टोरिसेली, जिन्होंने ऊपर वर्णित प्रयोग का प्रस्ताव रखा था, ने इसकी व्याख्या भी दी। वातावरण कप में पारे की सतह पर दबाव डालता है। बुध संतुलन में है. इसका मतलब है कि ट्यूब में दबाव समान स्तर पर है आह 1 (चित्र देखें) वायुमंडलीय दबाव के बराबर है। जब वायुमंडलीय दबाव बदलता है, तो ट्यूब में पारा स्तंभ की ऊंचाई भी बदल जाती है। जैसे-जैसे दबाव बढ़ता है, स्तंभ लंबा होता जाता है। जैसे ही दबाव कम होता है, पारा स्तंभ की ऊंचाई कम हो जाती है।
एए1 स्तर पर ट्यूब में दबाव ट्यूब में पारा स्तंभ के वजन से बनता है, क्योंकि ट्यूब के ऊपरी हिस्से में पारा के ऊपर कोई हवा नहीं होती है। यह इस प्रकार है कि वायुमंडलीय दबाव ट्यूब में पारा स्तंभ के दबाव के बराबर है , अर्थात।
पीएटीएम = पीबुध
टोरिसेली के प्रयोग में वायुमंडलीय दबाव जितना अधिक होगा, पारा स्तंभ उतना ही अधिक होगा। इसलिए, व्यवहार में, वायुमंडलीय दबाव को पारा स्तंभ की ऊंचाई (मिलीमीटर या सेंटीमीटर में) से मापा जा सकता है। यदि, उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय दबाव 780 मिमी एचजी है। कला। (वे कहते हैं "पारे का मिलीमीटर"), इसका मतलब है कि हवा 780 मिमी ऊंचे पारे के ऊर्ध्वाधर स्तंभ के समान दबाव पैदा करती है।
इसलिए, इस मामले में, वायुमंडलीय दबाव के माप की इकाई 1 मिलीमीटर पारा (1 मिमीएचजी) है। आइए इस इकाई और हमें ज्ञात इकाई के बीच संबंध खोजें - पास्कल(पा).
1 मिमी की ऊंचाई वाले पारा के पारा स्तंभ ρ का दबाव बराबर है:
पी = जी·ρ·एच, पी= 9.8 एन/किग्रा · 13,600 किग्रा/मीटर 3 · 0.001 मीटर ≈ 133.3 पा।
तो, 1 mmHg. कला। = 133.3 पा.
वर्तमान में, वायुमंडलीय दबाव आमतौर पर हेक्टोपास्कल (1 hPa = 100 Pa) में मापा जाता है। उदाहरण के लिए, मौसम रिपोर्ट घोषणा कर सकती है कि दबाव 1013 hPa है, जो 760 mmHg के समान है। कला।
प्रतिदिन ट्यूब में पारा स्तंभ की ऊंचाई का निरीक्षण करते हुए, टोरिसेली ने पाया कि यह ऊंचाई बदलती रहती है, अर्थात वायुमंडलीय दबाव स्थिर नहीं है, यह बढ़ और घट सकता है। टोरिसेली ने यह भी कहा कि वायुमंडलीय दबाव मौसम में बदलाव से जुड़ा है।
यदि आप टोरिसेली के प्रयोग में प्रयुक्त पारे की नली में एक ऊर्ध्वाधर पैमाना जोड़ते हैं, तो आपको सबसे सरल उपकरण मिलता है - पारा बैरोमीटर (ग्रीक से बारोस- भारीपन, मेट्रियो- मैने नापा)। इसका उपयोग वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए किया जाता है।
बैरोमीटर - निर्द्रव।
व्यवहार में, वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए एक धातु बैरोमीटर जिसे बैरोमीटर कहा जाता है, का उपयोग किया जाता है। निर्द्रव (ग्रीक से अनुवादित - निर्द्रव). इसे बैरोमीटर कहा जाता है क्योंकि इसमें पारा नहीं होता है।
एनेरॉइड की उपस्थिति चित्र में दिखाई गई है। इसका मुख्य भाग एक लहरदार (नालीदार) सतह वाला एक धातु बॉक्स 1 है (अन्य चित्र देखें)। इस बॉक्स से हवा को पंप किया जाता है, और वायुमंडलीय दबाव को बॉक्स को कुचलने से रोकने के लिए, इसके ढक्कन 2 को एक स्प्रिंग द्वारा ऊपर की ओर खींचा जाता है। जैसे ही वायुमंडलीय दबाव बढ़ता है, ढक्कन नीचे झुक जाता है और स्प्रिंग को कस देता है। जैसे ही दबाव कम होता है, स्प्रिंग टोपी को सीधा कर देता है। ट्रांसमिशन मैकेनिज्म 3 का उपयोग करके एक संकेतक तीर 4 स्प्रिंग से जुड़ा होता है, जो दबाव बदलने पर दाएं या बाएं चला जाता है। तीर के नीचे एक पैमाना होता है, जिसके विभाजन पारा बैरोमीटर की रीडिंग के अनुसार अंकित होते हैं। इस प्रकार, संख्या 750, जिसके सामने एनरॉइड सुई खड़ी है (आंकड़ा देखें), दर्शाती है कि इस समय पारा बैरोमीटर में पारा स्तंभ की ऊंचाई 750 मिमी है।
इसलिए, वायुमंडलीय दबाव 750 mmHg है। कला। या ≈ 1000 hPa.
आने वाले दिनों के मौसम की भविष्यवाणी के लिए वायुमंडलीय दबाव का मान बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि वायुमंडलीय दबाव में परिवर्तन मौसम में बदलाव के साथ जुड़ा हुआ है। मौसम संबंधी प्रेक्षणों के लिए बैरोमीटर एक आवश्यक उपकरण है।
विभिन्न ऊंचाई पर वायुमंडलीय दबाव।
किसी तरल पदार्थ में दबाव, जैसा कि हम जानते हैं, तरल के घनत्व और उसके स्तंभ की ऊंचाई पर निर्भर करता है। कम संपीड्यता के कारण, विभिन्न गहराई पर तरल का घनत्व लगभग समान होता है। इसलिए, दबाव की गणना करते समय, हम इसके घनत्व को स्थिर मानते हैं और केवल ऊंचाई में परिवर्तन को ध्यान में रखते हैं।
गैसों के मामले में स्थिति अधिक जटिल है। गैसें अत्यधिक संपीड़ित होती हैं। और गैस को जितना अधिक संपीड़ित किया जाता है, उसका घनत्व उतना ही अधिक होता है, और दबाव भी उतना ही अधिक होता है। आख़िरकार, गैस का दबाव शरीर की सतह पर उसके अणुओं के प्रभाव से बनता है।
पृथ्वी की सतह पर वायु की परतें उनके ऊपर स्थित वायु की सभी ऊपरी परतों द्वारा संकुचित होती हैं। लेकिन हवा की परत सतह से जितनी ऊंची होती है, वह जितनी कमजोर रूप से संकुचित होती है, उसका घनत्व उतना ही कम होता है। इसलिए, यह उतना ही कम दबाव पैदा करता है। यदि, उदाहरण के लिए, गुब्बारापृथ्वी की सतह से ऊपर उठने पर गेंद पर हवा का दबाव कम हो जाता है। ऐसा न केवल इसलिए होता है क्योंकि इसके ऊपर वायु स्तंभ की ऊंचाई कम हो जाती है, बल्कि इसलिए भी होता है क्योंकि वायु का घनत्व कम हो जाता है। यह नीचे की अपेक्षा ऊपर से छोटा है। इसलिए, ऊंचाई पर वायुदाब की निर्भरता तरल पदार्थों की तुलना में अधिक जटिल है।
अवलोकनों से पता चलता है कि समुद्र तल के क्षेत्रों में वायुमंडलीय दबाव औसतन 760 मिमी एचजी है। कला।
0 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 760 मिमी ऊंचे पारे के स्तंभ के दबाव के बराबर वायुमंडलीय दबाव को सामान्य वायुमंडलीय दबाव कहा जाता है.
सामान्य वायुमंडलीय दबाव 101,300 Pa = 1013 hPa के बराबर।
समुद्र तल से ऊँचाई जितनी अधिक होगी, दबाव उतना ही कम होगा।
छोटी चढ़ाई के साथ, औसतन, प्रत्येक 12 मीटर की वृद्धि के लिए, दबाव 1 मिमीएचजी कम हो जाता है। कला। (या 1.33 hPa द्वारा)।
ऊंचाई पर दबाव की निर्भरता को जानकर, आप बैरोमीटर रीडिंग को बदलकर समुद्र तल से ऊंचाई निर्धारित कर सकते हैं। एनेरोइड्स जिनका एक पैमाना होता है जिसके द्वारा समुद्र तल से ऊँचाई को सीधे मापा जा सकता है, कहलाते हैं अल्टीमीटर . इनका उपयोग विमानन और पर्वतारोहण में किया जाता है।
दबावमापक यन्त्र।
हम पहले से ही जानते हैं कि बैरोमीटर का उपयोग वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए किया जाता है। वायुमंडलीय दबाव से अधिक या कम दबाव को मापने के लिए इसका उपयोग किया जाता है दबावमापक यन्त्र (ग्रीक से मानोस- दुर्लभ, ढीला, मेट्रियो- मैने नापा)। दबाव नापने का यंत्र हैं तरलऔर धातु.
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आइए पहले डिवाइस और क्रिया पर विचार करें तरल दबाव नापने का यंत्र खोलें. इसमें दो पैरों वाली कांच की ट्यूब होती है जिसमें कुछ तरल डाला जाता है। द्रव को दोनों कोहनियों में समान स्तर पर स्थापित किया जाता है, क्योंकि बर्तन की कोहनियों में इसकी सतह पर केवल वायुमंडलीय दबाव ही कार्य करता है।
यह समझने के लिए कि ऐसा दबाव नापने का यंत्र कैसे काम करता है, इसे एक रबर ट्यूब द्वारा एक गोल फ्लैट बॉक्स से जोड़ा जा सकता है, जिसका एक किनारा रबर फिल्म से ढका होता है। यदि आप फिल्म पर अपनी उंगली दबाते हैं, तो बॉक्स से जुड़े दबाव गेज कोहनी में तरल स्तर कम हो जाएगा, और दूसरी कोहनी में यह बढ़ जाएगा। यह क्या समझाता है?
फिल्म पर दबाव डालने पर बॉक्स में हवा का दबाव बढ़ जाता है। पास्कल के नियम के अनुसार, दबाव में यह वृद्धि दबाव नापने का यंत्र कोहनी में तरल पदार्थ में संचारित होती है जो बॉक्स से जुड़ा होता है। इसलिए, इस कोहनी में तरल पदार्थ पर दबाव दूसरे की तुलना में अधिक होगा, जहां केवल वायुमंडलीय दबाव तरल पदार्थ पर कार्य करता है। इस अतिरिक्त दबाव के बल पर, तरल हिलना शुरू कर देगा। संपीड़ित हवा के साथ कोहनी में तरल गिर जाएगा, दूसरे में यह बढ़ जाएगा। जब संपीड़ित हवा का अतिरिक्त दबाव दबाव नापने के यंत्र के दूसरे चरण में तरल के अतिरिक्त स्तंभ द्वारा उत्पन्न दबाव से संतुलित हो जाता है, तो तरल पदार्थ संतुलन (रोक) में आ जाएगा।
आप फिल्म को जितना जोर से दबाएंगे, अतिरिक्त तरल स्तंभ उतना ही अधिक होगा, इसका दबाव उतना ही अधिक होगा। इस तरह, दबाव में परिवर्तन का अंदाजा इस अतिरिक्त स्तंभ की ऊंचाई से लगाया जा सकता है.
यह आंकड़ा दिखाता है कि ऐसा दबाव नापने का यंत्र किसी तरल के अंदर के दबाव को कैसे माप सकता है। ट्यूब को तरल में जितना गहरा डुबोया जाता है, दबाव नापने का यंत्र की कोहनियों में तरल स्तंभों की ऊंचाई में अंतर उतना ही अधिक हो जाता है।, इसलिए, और द्रव द्वारा अधिक दबाव उत्पन्न होता है.
यदि आप डिवाइस बॉक्स को तरल के अंदर कुछ गहराई पर स्थापित करते हैं और इसे फिल्म के साथ ऊपर, किनारे और नीचे घुमाते हैं, तो दबाव गेज रीडिंग नहीं बदलेगी। ऐसा ही होना चाहिए, क्योंकि किसी तरल पदार्थ के अंदर समान स्तर पर, दबाव सभी दिशाओं में समान होता है.
तस्वीर दिखाती है धातु दबाव नापने का यंत्र . ऐसे दबाव नापने का यंत्र का मुख्य भाग एक पाइप में मुड़ी हुई धातु की ट्यूब होती है 1 जिसका एक सिरा बंद है। एक नल का उपयोग करके ट्यूब का दूसरा सिरा 4 उस बर्तन के साथ संचार करता है जिसमें दबाव मापा जाता है। जैसे ही दबाव बढ़ता है, ट्यूब खुल जाती है। लीवर का उपयोग करके इसके बंद सिरे को हिलाना 5 और दांत 3 तीर को प्रेषित 2 , उपकरण पैमाने के पास घूम रहा है। जब दबाव कम हो जाता है, तो ट्यूब, अपनी लोच के कारण, अपनी पिछली स्थिति में लौट आती है, और तीर पैमाने के शून्य विभाजन पर वापस आ जाता है।
पिस्टन तरल पंप.
जिस प्रयोग पर हमने पहले चर्चा की थी (§ 40), उसमें यह स्थापित किया गया था कि वायुमंडलीय दबाव के प्रभाव में ग्लास ट्यूब में पानी पिस्टन के पीछे ऊपर की ओर बढ़ गया था। कार्रवाई इसी पर आधारित है। पिस्टनपंप
पंप को चित्र में योजनाबद्ध रूप से दिखाया गया है। इसमें एक सिलेंडर होता है, जिसके अंदर एक पिस्टन बर्तन की दीवारों से कसकर सटा हुआ ऊपर और नीचे चलता है। 1 . वाल्व सिलेंडर के नीचे और पिस्टन में ही लगाए जाते हैं 2 , केवल ऊपर की ओर खुलता है। जब पिस्टन ऊपर की ओर बढ़ता है, तो वायुमंडलीय दबाव के प्रभाव में पानी पाइप में प्रवेश करता है, निचले वाल्व को ऊपर उठाता है और पिस्टन के पीछे चला जाता है।
जैसे ही पिस्टन नीचे की ओर बढ़ता है, पिस्टन के नीचे का पानी नीचे के वाल्व पर दबाव डालता है और वह बंद हो जाता है। उसी समय, पानी के दबाव में, पिस्टन के अंदर एक वाल्व खुल जाता है, और पानी पिस्टन के ऊपर की जगह में प्रवाहित होता है। अगली बार जब पिस्टन ऊपर की ओर बढ़ता है, तो उसके ऊपर का पानी भी ऊपर उठता है और आउटलेट पाइप में डाला जाता है। उसी समय, पानी का एक नया भाग पिस्टन के पीछे उगता है, जो बाद में पिस्टन को नीचे करने पर उसके ऊपर दिखाई देगा, और पंप चलने के दौरान यह पूरी प्रक्रिया बार-बार दोहराई जाती है।
हाइड्रॉलिक प्रेस।
पास्कल का नियम क्रिया की व्याख्या करता है हाइड्रोलिक मशीन (ग्रीक से जलगति विज्ञान- पानी)। ये ऐसी मशीनें हैं जिनका संचालन तरल पदार्थों की गति और संतुलन के नियमों पर आधारित है।
हाइड्रोलिक मशीन का मुख्य भाग विभिन्न व्यास के दो सिलेंडर होते हैं, जो पिस्टन और एक कनेक्टिंग ट्यूब से सुसज्जित होते हैं। पिस्टन और ट्यूब के नीचे का स्थान तरल (आमतौर पर खनिज तेल) से भरा होता है। दोनों सिलेंडरों में तरल स्तंभों की ऊंचाई तब तक समान है जब तक पिस्टन पर कोई बल कार्य नहीं करता है।
आइए अब मान लें कि बल एफ 1 और एफ 2 - पिस्टन पर कार्य करने वाले बल, एस 1 और एस 2 - पिस्टन क्षेत्र. पहले (छोटे) पिस्टन के नीचे का दबाव बराबर होता है पी 1 = एफ 1 / एस 1, और दूसरे के नीचे (बड़ा) पी 2 = एफ 2 / एस 2. पास्कल के नियम के अनुसार, स्थिर अवस्था में तरल पदार्थ द्वारा दबाव सभी दिशाओं में समान रूप से प्रसारित होता है। पी 1 = पी 2 या एफ 1 / एस 1 = एफ 2 / एस 2, से:
एफ 2 / एफ 1 = एस 2 / एस 1 .
इसलिए, ताकत एफ 2 इतनी गुना अधिक शक्ति एफ 1 , बड़े पिस्टन का क्षेत्रफल छोटे पिस्टन के क्षेत्रफल से कितना गुना अधिक है?. उदाहरण के लिए, यदि बड़े पिस्टन का क्षेत्रफल 500 सेमी2 है, और छोटे पिस्टन का क्षेत्रफल 5 सेमी2 है, और 100 एन का बल छोटे पिस्टन पर कार्य करता है, तो 100 गुना अधिक बल, यानी 10,000 एन, होगा बड़े पिस्टन पर कार्य करें।
इस प्रकार, हाइड्रोलिक मशीन की सहायता से बड़े बल को छोटे बल के साथ संतुलित करना संभव है।
नज़रिया एफ 1 / एफ 2 शक्ति में वृद्धि को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, दिए गए उदाहरण में, ताकत में लाभ 10,000 एन / 100 एन = 100 है।
दबाने (निचोड़ने) के लिए प्रयुक्त हाइड्रोलिक मशीन कहलाती है हाइड्रॉलिक प्रेस .
हाइड्रोलिक प्रेस का उपयोग वहां किया जाता है जहां अधिक बल की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, तेल मिलों में बीजों से तेल निचोड़ने के लिए, प्लाईवुड, कार्डबोर्ड, घास दबाने के लिए। धातुकर्म संयंत्रों में, हाइड्रोलिक प्रेस का उपयोग स्टील मशीन शाफ्ट, रेलरोड पहियों और कई अन्य उत्पादों को बनाने के लिए किया जाता है। आधुनिक हाइड्रोलिक प्रेस दसियों और करोड़ों न्यूटन की शक्ति विकसित कर सकते हैं।
हाइड्रोलिक प्रेस की संरचना को चित्र में योजनाबद्ध रूप से दिखाया गया है। दबाई गई बॉडी 1 (ए) को बड़े पिस्टन 2 (बी) से जुड़े प्लेटफॉर्म पर रखा गया है। एक छोटे पिस्टन 3 (D) की सहायता से द्रव पर उच्च दबाव बनाया जाता है। यह दबाव सिलेंडरों में भरने वाले द्रव के प्रत्येक बिंदु तक संचारित होता है। इसलिए, वही दबाव दूसरे, बड़े पिस्टन पर कार्य करता है। लेकिन चूंकि दूसरे (बड़े) पिस्टन का क्षेत्रफल छोटे पिस्टन के क्षेत्रफल से अधिक है, इसलिए उस पर लगने वाला बल पिस्टन 3 (डी) पर लगने वाले बल से अधिक होगा। इस बल के प्रभाव में, पिस्टन 2 (बी) ऊपर उठेगा। जब पिस्टन 2 (बी) ऊपर उठता है, तो बॉडी (ए) स्थिर ऊपरी प्लेटफॉर्म पर टिकी होती है और संपीड़ित होती है। दबाव नापने का यंत्र 4 (एम) द्रव दबाव को मापता है। जब द्रव का दबाव अनुमेय मान से अधिक हो जाता है तो सुरक्षा वाल्व 5 (पी) स्वचालित रूप से खुल जाता है।
छोटे सिलेंडर से बड़े सिलेंडर तक, तरल को छोटे पिस्टन 3 (डी) के बार-बार हिलाने से पंप किया जाता है। यह अग्रानुसार होगा। जब छोटा पिस्टन (डी) ऊपर उठता है, तो वाल्व 6 (के) खुलता है और पिस्टन के नीचे की जगह में तरल पदार्थ सोख लिया जाता है। जब छोटे पिस्टन को तरल दबाव के प्रभाव में नीचे उतारा जाता है, तो वाल्व 6 (K) बंद हो जाता है, और वाल्व 7 (K") खुल जाता है, और तरल बड़े बर्तन में प्रवाहित होता है।
उनमें डूबे हुए पिंड पर पानी और गैस का प्रभाव।
पानी के अंदर हम उस पत्थर को आसानी से उठा सकते हैं जिसे हवा में उठाना मुश्किल होता है। यदि आप कॉर्क को पानी के नीचे रखकर अपने हाथों से छोड़ दें तो वह सतह पर तैरने लगेगा। इन घटनाओं को कैसे समझाया जा सकता है?
हम जानते हैं (§ 38) कि तरल बर्तन के तल और दीवारों पर दबाव डालता है। और यदि तरल के अंदर कोई ठोस वस्तु रखी जाए तो वह भी बर्तन की दीवारों की तरह दबाव के अधीन होगी।
आइए उन बलों पर विचार करें जो तरल पदार्थ में डूबे किसी पिंड पर कार्य करते हैं। तर्क करना आसान बनाने के लिए, आइए एक ऐसे पिंड का चयन करें जिसका आकार समानांतर चतुर्भुज जैसा हो और जिसका आधार तरल की सतह के समानांतर हो (चित्र)। शरीर के पार्श्व सतहों पर कार्य करने वाली शक्तियाँ जोड़े में समान होती हैं और एक दूसरे को संतुलित करती हैं। इन बलों के प्रभाव में शरीर सिकुड़ता है। लेकिन शरीर के ऊपरी और निचले किनारों पर कार्य करने वाली शक्तियां समान नहीं हैं। ऊपरी किनारे को ऊपर से बल लगाकर दबाया जाता है एफतरल पदार्थ का 1 स्तंभ ऊँचा एच 1 . निचले किनारे के स्तर पर, दबाव ऊंचाई के साथ तरल का एक स्तंभ बनाता है एच 2. यह दबाव, जैसा कि हम जानते हैं (§ 37), तरल के अंदर सभी दिशाओं में प्रसारित होता है। नतीजतन, शरीर के निचले चेहरे पर नीचे से ऊपर तक जोर लगाना पड़ता है एफ 2 तरल के एक स्तंभ को ऊंचा दबाता है एच 2. लेकिन एच 2 और एच 1, इसलिए, बल मापांक एफ 2 और पावर मॉड्यूल एफ 1 . इसलिए, शरीर को बल के साथ तरल से बाहर धकेल दिया जाता है एफवीटी, बलों में अंतर के बराबर एफ 2 - एफ 1, यानी
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लेकिन S·h = V, जहां V समांतर चतुर्भुज का आयतन है, और ρ f·V = m f समांतर चतुर्भुज के आयतन में तरल का द्रव्यमान है। इस तरह, एफ आउट = जी एम डब्ल्यू = पी डब्ल्यू, अर्थात। उत्प्लावन बल उसमें डूबे हुए पिंड के आयतन में तरल के भार के बराबर होता है(उत्प्लावन बल उसमें डूबे हुए पिंड के आयतन के समान आयतन के तरल के भार के बराबर होता है)। किसी पिंड को तरल से बाहर धकेलने वाले बल के अस्तित्व का प्रयोगात्मक रूप से पता लगाना आसान है। छवि पर एअंत में एक तीर सूचक के साथ एक स्प्रिंग से लटका हुआ एक शरीर दिखाता है। तीर तिपाई पर स्प्रिंग के तनाव को चिह्नित करता है। जब शरीर को पानी में छोड़ा जाता है, तो झरना सिकुड़ जाता है (चित्र)। बी). यदि आप शरीर पर नीचे से ऊपर तक कुछ बल लगाते हैं, उदाहरण के लिए, अपने हाथ से दबाएं (उठाएं) तो स्प्रिंग का समान संकुचन प्राप्त होगा। इसलिए, अनुभव इसकी पुष्टि करता है तरल पदार्थ में मौजूद किसी पिंड पर एक बल कार्य करता है जो शरीर को तरल से बाहर धकेलता है. जैसा कि हम जानते हैं, पास्कल का नियम गैसों पर भी लागू होता है। इसीलिए गैस में मौजूद पिंड एक बल के अधीन होते हैं जो उन्हें गैस से बाहर धकेलता है. इस बल के प्रभाव से गुब्बारे ऊपर की ओर उठते हैं। किसी पिंड को गैस से बाहर धकेलने वाले बल के अस्तित्व को प्रयोगात्मक रूप से भी देखा जा सकता है। हम छोटे स्केल पैन से एक कांच की गेंद या स्टॉपर से बंद एक बड़ा फ्लास्क लटकाते हैं। तराजू संतुलित हैं. फिर फ्लास्क (या गेंद) के नीचे एक चौड़ा बर्तन रखा जाता है ताकि यह पूरे फ्लास्क को घेर ले। बर्तन कार्बन डाइऑक्साइड से भरा है, जिसका घनत्व हवा के घनत्व से अधिक है (इसलिए)। कार्बन डाईऑक्साइडनीचे गिरता है और बर्तन में से हवा विस्थापित करके भर जाता है)। ऐसे में तराजू का संतुलन बिगड़ जाता है. निलंबित फ्लास्क वाला कप ऊपर की ओर उठता है (चित्र)। कार्बन डाइऑक्साइड में डूबा एक फ्लास्क हवा में उस पर लगने वाले बल की तुलना में अधिक उत्प्लावन बल का अनुभव करता है। किसी पिंड को तरल या गैस से बाहर धकेलने वाला बल इस पिंड पर लागू गुरुत्वाकर्षण बल के विपरीत दिशा में निर्देशित होता है. इसलिए, प्रोलकोस्मोस)। यही कारण है कि पानी में हम कभी-कभी उन पिंडों को आसानी से उठा लेते हैं जिन्हें हवा में पकड़ने में हमें कठिनाई होती है। एक छोटी बाल्टी और एक बेलनाकार पिंड स्प्रिंग से लटका हुआ है (चित्र a)। तिपाई पर एक तीर वसंत के खिंचाव को चिह्नित करता है। यह हवा में शरीर का वजन दर्शाता है। शरीर को ऊपर उठाने के बाद, कास्टिंग ट्यूब के स्तर तक तरल से भरा एक कास्टिंग बर्तन उसके नीचे रखा जाता है। जिसके बाद शरीर पूरी तरह से तरल में डूब जाता है (चित्र, बी)। जिसमें तरल का वह भाग, जिसका आयतन शरीर के आयतन के बराबर होता है, बाहर डाला जाता हैडालने वाले बर्तन से गिलास में. स्प्रिंग सिकुड़ती है और स्प्रिंग पॉइंटर ऊपर उठता है, जो द्रव में शरीर के वजन में कमी का संकेत देता है। इस मामले में, गुरुत्वाकर्षण के अलावा, एक और बल शरीर पर कार्य करता है, जो इसे तरल से बाहर धकेलता है। यदि एक गिलास से तरल ऊपरी बाल्टी में डाला जाता है (यानी, वह तरल जो शरीर द्वारा विस्थापित किया गया था), तो स्प्रिंग पॉइंटर अपनी प्रारंभिक स्थिति में वापस आ जाएगा (चित्र, सी)।
इस अनुभव के आधार पर यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि किसी तरल पदार्थ में पूरी तरह डूबे किसी पिंड को बाहर धकेलने वाला बल इस पिंड के आयतन में तरल के वजन के बराबर होता है . हमें § 48 में भी यही निष्कर्ष प्राप्त हुआ। यदि इसी तरह का प्रयोग किसी गैस में डूबे हुए पिंड के साथ किया जाए, तो यह दिखाई देगा किसी पिंड को गैस से बाहर धकेलने वाला बल भी पिंड के आयतन में ली गई गैस के भार के बराबर होता है . वह बल जो किसी पिंड को तरल या गैस से बाहर धकेलता है, कहलाता है आर्किमिडीज़ बल, वैज्ञानिक के सम्मान में आर्किमिडीज , जिन्होंने सबसे पहले इसके अस्तित्व को इंगित किया और इसके मूल्य की गणना की। तो, अनुभव ने पुष्टि की है कि आर्किमिडीज़ (या उत्प्लावन) बल शरीर के आयतन में तरल के वजन के बराबर है, अर्थात। एफए = पीच = जी एमऔर। किसी पिंड द्वारा विस्थापित द्रव mf का द्रव्यमान उसके घनत्व ρf और द्रव में डूबे पिंड Vt के आयतन के माध्यम से व्यक्त किया जा सकता है (चूंकि Vf - पिंड द्वारा विस्थापित द्रव का आयतन Vt के बराबर है - डूबे हुए पिंड का आयतन तरल में), यानी m f = ρ f ·V t. तब हमें मिलता है: एफए= जी·ρऔर · वीटी नतीजतन, आर्किमिडीज़ बल उस तरल के घनत्व पर निर्भर करता है जिसमें शरीर डूबा हुआ है और इस शरीर की मात्रा पर। लेकिन यह, उदाहरण के लिए, तरल में डूबे शरीर के पदार्थ के घनत्व पर निर्भर नहीं करता है, क्योंकि यह मात्रा परिणामी सूत्र में शामिल नहीं है। आइए अब हम किसी तरल (या गैस) में डूबे हुए पिंड का वजन निर्धारित करें। चूँकि इस मामले में शरीर पर कार्य करने वाले दो बल विपरीत दिशाओं में निर्देशित होते हैं (गुरुत्वाकर्षण बल नीचे की ओर है, और आर्किमिडीयन बल ऊपर की ओर है), तो तरल पी 1 में शरीर का वजन वजन से कम होगा शरीर निर्वात में पी = जी एमआर्किमिडीज़ बल पर एफए = जी एमडब्ल्यू (कहाँ एमजी - शरीर द्वारा विस्थापित तरल या गैस का द्रव्यमान)। इस प्रकार, यदि किसी पिंड को किसी तरल या गैस में डुबोया जाता है, तो उसका वजन उतना ही कम हो जाता है, जितना उसके द्वारा विस्थापित तरल या गैस का होता है. उदाहरण. समुद्री जल में 1.6 मीटर 3 आयतन वाले पत्थर पर लगने वाले उत्प्लावन बल का निर्धारण करें। आइए समस्या की स्थितियों को लिखें और इसका समाधान करें। जब तैरता हुआ पिंड तरल की सतह पर पहुंचता है, तो इसके आगे ऊपर की ओर बढ़ने के साथ आर्किमिडीज़ बल कम हो जाएगा। क्यों? लेकिन क्योंकि तरल में डूबे शरीर के हिस्से का आयतन कम हो जाएगा, और आर्किमिडीज़ बल उसमें डूबे हुए शरीर के हिस्से के आयतन में तरल के वजन के बराबर है। जब आर्किमिडीज़ बल गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर हो जाता है, तो पिंड रुक जाएगा और तरल की सतह पर तैरने लगेगा, आंशिक रूप से उसमें डूब जाएगा। परिणामी निष्कर्ष को प्रयोगात्मक रूप से आसानी से सत्यापित किया जा सकता है। जल निकासी बर्तन में जल निकासी ट्यूब के स्तर तक पानी डालें। इसके बाद हम तैरते हुए शरीर को पहले हवा में तोलकर बर्तन में विसर्जित कर देंगे। पानी में उतरने के बाद, एक पिंड पानी की मात्रा को उसमें डूबे हुए शरीर के हिस्से के आयतन के बराबर विस्थापित कर देता है। इस पानी को तौलने पर हमें पता चला कि इसका वजन (आर्किमिडीयन बल) एक तैरते हुए पिंड पर लगने वाले गुरुत्वाकर्षण बल या हवा में इस पिंड के वजन के बराबर है। अलग-अलग तरल पदार्थों - पानी, शराब, नमक के घोल में तैर रहे किसी भी अन्य पिंड के साथ समान प्रयोग करने के बाद, आप इस बात पर आश्वस्त हो सकते हैं यदि कोई पिंड किसी तरल पदार्थ में तैरता है, तो उसके द्वारा हटाए गए तरल का भार हवा में इस पिंड के वजन के बराबर होता है. इसे साबित करना आसान है यदि किसी ठोस पदार्थ का घनत्व किसी तरल पदार्थ के घनत्व से अधिक हो तो पिंड ऐसे तरल में डूब जाता है। इस तरल में कम घनत्व वाला पिंड तैरता है. उदाहरण के लिए, लोहे का एक टुकड़ा पानी में डूब जाता है लेकिन पारे में तैरता है। एक पिंड जिसका घनत्व तरल के घनत्व के बराबर होता है वह तरल के अंदर संतुलन में रहता है। बर्फ पानी की सतह पर तैरती है क्योंकि इसका घनत्व पानी के घनत्व से कम होता है। तरल के घनत्व की तुलना में शरीर का घनत्व जितना कम होगा, शरीर का उतना ही कम हिस्सा तरल में डूबेगा . शरीर और तरल के समान घनत्व पर, शरीर किसी भी गहराई पर तरल के अंदर तैरता है। दो अमिश्रणीय तरल पदार्थ, उदाहरण के लिए पानी और मिट्टी का तेल, एक बर्तन में उनके घनत्व के अनुसार स्थित होते हैं: बर्तन के निचले हिस्से में - सघन पानी (ρ = 1000 किग्रा/एम3), शीर्ष पर - हल्का मिट्टी का तेल (ρ = 800 किग्रा) /एम3) . जलीय पर्यावरण में रहने वाले जीवों का औसत घनत्व पानी के घनत्व से थोड़ा भिन्न होता है, इसलिए उनका वजन आर्किमिडीज बल द्वारा लगभग पूरी तरह से संतुलित होता है। इसके कारण, जलीय जंतुओं को स्थलीय जंतुओं जैसे मजबूत और विशाल कंकालों की आवश्यकता नहीं होती है। इसी कारण से जलीय पौधों के तने लचीले होते हैं। मछली का तैरने वाला मूत्राशय आसानी से अपना आयतन बदलता है। जब मछली मांसपेशियों की मदद से अधिक गहराई तक उतरती है और उस पर पानी का दबाव बढ़ जाता है, तो बुलबुला सिकुड़ जाता है, मछली के शरीर का आयतन कम हो जाता है और वह ऊपर नहीं धकेलती, बल्कि गहराई में तैरती रहती है। इस प्रकार, मछली कुछ सीमाओं के भीतर अपने गोता की गहराई को नियंत्रित कर सकती है। व्हेल अपने फेफड़ों की क्षमता को कम और बढ़ाकर अपने गोता लगाने की गहराई को नियंत्रित करती हैं। जहाजों की नौकायन.नदियों, झीलों, समुद्रों और महासागरों में चलने वाले जहाज अलग-अलग घनत्व वाली विभिन्न सामग्रियों से बनाए जाते हैं। जहाज़ों का पतवार आमतौर पर स्टील की चादरों से बना होता है। जहाजों को मजबूती प्रदान करने वाले सभी आंतरिक फास्टनिंग्स भी धातुओं से बने होते हैं। जहाज बनाने के लिए विभिन्न सामग्रियों का उपयोग किया जाता है जिनमें पानी की तुलना में उच्च और निम्न दोनों घनत्व होते हैं। जहाज कैसे तैरते हैं, कैसे जहाज पर चढ़ते हैं और बड़े माल को कैसे ले जाते हैं? तैरते हुए पिंड (§ 50) के साथ एक प्रयोग से पता चला कि शरीर अपने पानी के नीचे के हिस्से से इतना पानी विस्थापित करता है कि इस पानी का वजन हवा में शरीर के वजन के बराबर होता है। यह किसी भी जहाज के लिए भी सत्य है। जहाज के पानी के नीचे के हिस्से द्वारा विस्थापित पानी का वजन हवा में कार्गो के साथ जहाज के वजन या कार्गो के साथ जहाज पर कार्य करने वाले गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर होता है।. जहाज़ पानी में जिस गहराई तक डूबा होता है उसे कहा जाता है मसौदा . अधिकतम अनुमेय ड्राफ्ट को जहाज के पतवार पर लाल रेखा से अंकित किया जाता है जिसे कहा जाता है जलरेखा (डच से. पानी- पानी)। जलरेखा में डूबे हुए जहाज द्वारा विस्थापित पानी का भार, लदे हुए जहाज पर लगने वाले गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर होता है, जिसे जहाज का विस्थापन कहा जाता है।. वर्तमान में, तेल के परिवहन के लिए 5,000,000 kN (5 × 10 6 kN) या अधिक के विस्थापन वाले जहाज बनाए जा रहे हैं, यानी कार्गो के साथ 500,000 टन (5 × 10 5 t) या अधिक का द्रव्यमान होता है। यदि हम विस्थापन से जहाज का वजन घटा दें, तो हमें इस जहाज की वहन क्षमता प्राप्त होती है। वहन क्षमता जहाज द्वारा ले जाए गए माल के वजन को दर्शाती है। जहाज निर्माण का अस्तित्व पहले भी था प्राचीन मिस्र, फेनिशिया में (ऐसा माना जाता है कि फोनीशियन सर्वश्रेष्ठ जहाज निर्माताओं में से एक थे), प्राचीन चीन। रूस में, जहाज निर्माण की शुरुआत 17वीं और 18वीं शताब्दी के अंत में हुई। अधिकतर युद्धपोत बनाए गए, लेकिन यह रूस में था कि पहला आइसब्रेकर, आंतरिक दहन इंजन वाले जहाज और परमाणु आइसब्रेकर अर्कटिका का निर्माण किया गया था। वैमानिकी।
1783 से मॉन्टगॉल्फियर बंधुओं के गुब्बारे का वर्णन करने वाला चित्र: "'बैलून टेरेस्ट्रियल' का दृश्य और सटीक आयाम, जो पहला था।" 1786 प्राचीन काल से, लोगों ने बादलों के ऊपर उड़ने, हवा के समुद्र में तैरने के अवसर का सपना देखा है, जैसे वे समुद्र में तैरते थे। वैमानिकी के लिए सबसे पहले, उन्होंने गुब्बारों का उपयोग किया जो गर्म हवा, हाइड्रोजन या हीलियम से भरे हुए थे। एक गुब्बारे को हवा में ऊपर उठने के लिए, यह आवश्यक है कि आर्किमिडीयन बल (उछाल) एफगेंद पर लगने वाला प्रभाव गुरुत्वाकर्षण बल से भी अधिक था एफभारी, यानी एफए > एफभारी जैसे-जैसे गेंद ऊपर उठती है, उस पर लगने वाला आर्किमिडीज़ बल कम हो जाता है ( एफए = gρV), चूँकि वायुमंडल की ऊपरी परतों का घनत्व पृथ्वी की सतह की तुलना में कम है। ऊंचा उठाने के लिए गेंद से एक विशेष गिट्टी (वजन) गिराया जाता है और इससे गेंद हल्की हो जाती है। अंततः गेंद अपनी अधिकतम उठाने की ऊँचाई तक पहुँच जाती है। गेंद को उसके खोल से मुक्त करने के लिए, गैस का एक हिस्सा एक विशेष वाल्व का उपयोग करके छोड़ा जाता है। क्षैतिज दिशा में गुब्बारा हवा के प्रभाव में ही चलता है, इसीलिए इसे कहा जाता है गुब्बारा (ग्रीक से आका- वायु, स्टेटो- खड़ा है)। अभी कुछ समय पहले, वायुमंडल और समताप मंडल की ऊपरी परतों का अध्ययन करने के लिए विशाल गुब्बारों का उपयोग किया जाता था - समतापमंडलीय गुब्बारे . इससे पहले कि वे सीखते कि यात्रियों और माल को हवाई मार्ग से ले जाने के लिए बड़े हवाई जहाज कैसे बनाए जाते हैं, नियंत्रित गुब्बारों का उपयोग किया जाता था - हवाई पोतों. उनके पास एक लम्बी आकृति है; इंजन के साथ एक गोंडोला शरीर के नीचे निलंबित है, जो प्रोपेलर को चलाता है। गुब्बारा न केवल अपने आप ऊपर उठता है, बल्कि कुछ सामान भी उठा सकता है: केबिन, लोग, उपकरण। इसलिए, यह पता लगाने के लिए कि एक गुब्बारा किस प्रकार का भार उठा सकता है, यह निर्धारित करना आवश्यक है उठाना. उदाहरण के लिए, हीलियम से भरे 40 मीटर 3 आयतन वाले एक गुब्बारे को हवा में छोड़ें। गेंद के खोल में भरने वाले हीलियम का द्रव्यमान बराबर होगा: इसका मतलब यह है कि यह गेंद 520 N - 71 N = 449 N वजन का भार उठा सकती है। यह इसकी उठाने की शक्ति है। समान आयतन का एक गुब्बारा, लेकिन हाइड्रोजन से भरा हुआ, 479 N का भार उठा सकता है। इसका मतलब है कि इसकी उठाने की शक्ति हीलियम से भरे गुब्बारे की तुलना में अधिक है। लेकिन हीलियम का उपयोग अभी भी अधिक किया जाता है, क्योंकि यह जलती नहीं है और इसलिए अधिक सुरक्षित है। हाइड्रोजन एक ज्वलनशील गैस है। गर्म हवा से भरे गुब्बारे को उठाना और नीचे करना बहुत आसान है। ऐसा करने के लिए, गेंद के निचले हिस्से में स्थित छेद के नीचे एक बर्नर स्थित होता है। गैस बर्नर का उपयोग करके, आप गेंद के अंदर हवा के तापमान को नियंत्रित कर सकते हैं, और इसलिए इसके घनत्व और उत्प्लावन बल को नियंत्रित कर सकते हैं। गेंद को ऊंचा उठाने के लिए, बर्नर की लौ को बढ़ाकर उसमें हवा को अधिक मजबूती से गर्म करना पर्याप्त है। जैसे ही बर्नर की लौ कम हो जाती है, गेंद में हवा का तापमान कम हो जाता है और गेंद नीचे चली जाती है। आप गेंद का एक तापमान चुन सकते हैं जिस पर गेंद और केबिन का वजन उत्प्लावन बल के बराबर होगा। फिर गेंद हवा में लटक जाएगी और उससे अवलोकन करना आसान हो जाएगा। जैसे-जैसे विज्ञान विकसित हुआ, वैमानिकी प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण परिवर्तन हुए। गुब्बारों के लिए नए गोले का उपयोग करना संभव हो गया, जो टिकाऊ, ठंढ-प्रतिरोधी और हल्के हो गए। रेडियो इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रॉनिक्स और स्वचालन के क्षेत्र में प्रगति ने मानव रहित गुब्बारे डिजाइन करना संभव बना दिया है। इन गुब्बारों का उपयोग वायु धाराओं का अध्ययन करने, वायुमंडल की निचली परतों में भौगोलिक और जैव चिकित्सा अनुसंधान के लिए किया जाता है।
स्लाइड 2 पहले से सीखी गई बातों की पुनरावृत्ति
स्लाइड 3
स्लाइड 4 क्या हवा का वजन होता है?हवा का वजन कितना होता है? स्लाइड 5
स्लाइड 7 0°C पर समुद्र तल पर औसत दबाव 760 मिमी Hg है। – सामान्य वायुमंडलीय दबाव. स्लाइड 8 17वीं सदी में रॉबर्ट हुक ने बैरोमीटर में सुधार का प्रस्ताव रखापारा बैरोमीटर का उपयोग करना असुविधाजनक और असुरक्षित है, इसलिए एनरॉइड बैरोमीटर का आविष्कार किया गया था। स्लाइड 9 ट्यूब में पारे का स्तर ऊंचाई के साथ क्यों बदलता है?स्लाइड 10 स्लाइड 11 स्लाइड 12 100 मीटर की चढ़ाई के लिए, दबाव 10 मिमी एचजी तक कम हो जाता है।
स्लाइड 14 मानचित्र पर समान वायुमंडलीय दबाव वाले बिंदु रेखाओं - आइसोबार द्वारा जुड़े हुए हैं स्लाइड 15 चक्रवात और प्रतिचक्रवात
स्लाइड 16 अंतरिक्ष से ये भंवर कुछ ऐसे दिखते हैंस्लाइड 17 वायुमंडलीय दबाव (रिकॉर्ड)
स्लाइड 18 पेरू के भारतीय 4000 मीटर की ऊंचाई पर रहते हैंस्लाइड 19 आइए समस्याओं का समाधान करें
स्लाइड 20
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सभी स्लाइड देखें भौतिकी, 7वीं कक्षा। पाठ सारांश पाठ विषयवातावरणीय दबाव.पाठ का प्रकारनई सामग्री सीखना कक्षा 7 शैक्षिक विषयभौतिक विज्ञान यूएमके"भौतिकी" वायुमंडलीय दबाव की परिभाषा का विस्तार करें, वायुमंडलीय दबाव के कारणों का अध्ययन करें; वायुमंडलीय क्रियाओं के कारण होने वाली घटनाएँ नियोजित परिणाम निजी:किसी की शैक्षिक गतिविधियों को प्रबंधित करने के लिए कौशल का निर्माण, विश्लेषण के दौरान भौतिकी में रुचि का निर्माण भौतिक घटनाएं, सिद्धांत और अनुभव के बीच संबंध को प्रकट करके प्रेरणा का निर्माण, तार्किक सोच का विकास। विषय:वायुमंडलीय दबाव के बारे में विचारों का निर्माण, जीवित जीवों पर वायुमंडलीय दबाव के प्रभाव को समझाने के लिए कौशल का निर्माण, और रोजमर्रा की जिंदगी में वायुमंडलीय दबाव के बारे में ज्ञान का उपयोग करना। मेटाविषय:गतिविधियों के लक्ष्यों और उद्देश्यों को निर्धारित करने की क्षमता विकसित करना, घटनाओं का अवलोकन और व्याख्या करते समय तथ्यों का विश्लेषण करने की क्षमता विकसित करना, अवलोकन करना, प्रयोग करना, सामान्यीकरण करना और निष्कर्ष निकालना। अंतःविषय संबंधभूगोल, जीव विज्ञान, साहित्य। संज्ञानात्मक गतिविधि के संगठन के रूपललाट, समूह, व्यक्तिगत शिक्षण विधियोंप्रजननात्मक, समस्यामूलक, अनुमानात्मक। उपदेशात्मक उपकरण भौतिक विज्ञान। 7वीं कक्षा: ए.वी. द्वारा पाठ्यपुस्तक। पेरीश्किन, पाठ के लिए प्रस्तुति, व्यक्तिगत, जोड़ी और समूह कार्य के लिए कार्यों वाले कार्ड, केंद्रीय शैक्षिक केंद्र "बस्टर्ड, 7वीं कक्षा"। उपकरणपाठ्यपुस्तक, कंप्यूटर, प्रोजेक्टर, समूह के लिए - एक गिलास पानी, पिपेट, कागज की शीट। कक्षाओं के दौरान I. संगठनात्मक क्षण।शिक्षक: नमस्ते! बैठ जाओ! मुझे उपस्थित सभी लोगों का स्वागत करते हुए खुशी हो रही है! मेरा मानना है कि पाठ बढ़िया चलेगा और सभी लोग अच्छे मूड में होंगे। द्वितीय. ज्ञान को अद्यतन करना शिक्षक: याद है हमने पिछले पाठ में क्या पढ़ा था? छात्र: संचार वाहिकाएँ। शिक्षक: किन वाहिकाओं को संचारी कहा जाता है? छात्र: रबर ट्यूब द्वारा एक दूसरे से जुड़े दो जहाजों को संचार कहा जाता है। शिक्षक: आपमें से कुछ लोगों ने फव्वारों और संचार जहाजों के मॉडल बनाए हैं। (छात्र अपना काम दिखाते हैं)। शिक्षक: आपकी टेबल पर विभिन्न कठिनाई स्तरों के कार्यों वाले कार्ड हैं: निम्न, मध्यम, उच्च। (परिशिष्ट 1) कार्य के कठिनाई स्तर का चयन करें और इसे पूरा करें। पूरा होने के बाद, नोटबुक का आदान-प्रदान करें और स्क्रीन पर कार्य की शुद्धता की जांच करें। अपनी रेटिंग दें. (चुनिंदा कई कार्य एकत्रित करें) तृतीय. लक्ष्य की स्थापना शिक्षक: दोस्तों, ध्यान से सुनो, अब मैं तुम्हें पहेलियाँ बताऊंगा, और तुम उनका अनुमान लगाने की कोशिश करो। क्या बच्चों के लिए कम्बल है? ताकि पूरी पृथ्वी ढक जाए? ताकि सभी के लिए पर्याप्त हो, और इसके अलावा, यह दिखाई नहीं दे रहा था? न तो मोड़ो और न ही खोलो, न छूओ न देखो? यह बारिश और रोशनी आने देगा, हाँ, लेकिन ऐसा नहीं लगता? यह क्या है? छात्र:वायुमंडल अध्यापक: समान ताकत वाले दो लोग बोर्डों को गिरा दिया गया और यह परिणाम है: कील की नोक टोपी में धँस गई, टोपी पर एक छोटा सा निशान पड़ गया, दोस्तों ने मिलकर एक स्लेजहैमर घुमाया, इससे बोर्ड दो टुकड़ों में टूट गया। व्हाट अरे भौतिक मात्राक्या हम बात कर रहे हैं? छात्र: दबाव. अध्यापक। सही। आज के पाठ का विषय क्या होगा? छात्र:वायुमंडलीय दबाव। शिक्षक: पाठ का उद्देश्य क्या है? छात्र: पता लगाएं कि वायुमंडलीय दबाव क्या है। शिक्षक: ऐसे अनेक प्रश्नों की पहचान करने का प्रयास करें जिनका आपको और मुझे पाठ के दौरान उत्तर देना होगा। छात्र: वायुमंडलीय दबाव क्या है, यह क्यों मौजूद है, वायुमंडलीय दबाव कहां काम करता है, आदि। शिक्षक: आपने जो कहा वह हमारे आज के पाठ के लिए प्रासंगिक है, हम इन सवालों के जवाब खोजने की कोशिश करेंगे। 1. संचार वाहिकाओं में पानी डाला जाता है। यदि आप यू-आकार की ट्यूब के बाईं ओर थोड़ा सा पानी डालते हैं तो क्या होता है और क्यों; तीन टांगों वाली नली के बीच वाले बर्तन में पानी डालें? एक गिलास में पानी डालें, उसे कागज की शीट से ढक दें और शीट को अपने हाथ से सहारा देते हुए गिलास को उल्टा कर दें। अपना हाथ कागज से हटा लो. गिलास से पानी बाहर नहीं गिरेगा. समझाइए क्यों? (चित्र 133, पृष्ठ 132 देखें) परिशिष्ट 3 कार्ड "हम कैसे पीते हैं"मुंह के माध्यम से तरल पदार्थ खींचने से छाती का विस्तार होता है और फेफड़ों और मुंह दोनों में हवा पतली हो जाती है। बाहरी वायुमंडलीय दबाव आंतरिक से अधिक हो जाता है। और इसके प्रभाव में तरल पदार्थ मुंह में चला जाता है। कार्ड "मक्खियाँ छत पर क्यों चलती हैं" मक्खियाँ चिकनी खिड़की के शीशे पर लंबवत चढ़ती हैं और छत पर स्वतंत्र रूप से चलती हैं। वे ऐसा कैसे करते हैं? यह सब उन छोटे सक्शन कपों की बदौलत उपलब्ध है, जिनसे मक्खी के पैर सुसज्जित हैं। ये सक्शन कप कैसे काम करते हैं? उनमें एक दुर्लभ वायु स्थान बनाया जाता है, और वायुमंडलीय दबाव सक्शन कप को उस सतह के विरुद्ध रखता है जिससे वह जुड़ा हुआ है। कार्ड "कीचड़ में चलना किसे आसान लगता है" मजबूत खुर वाले घोड़े के लिए गहरी कीचड़ से अपना पैर बाहर निकालना बहुत मुश्किल होता है। जब वह पैर को उठाती है तो उसके पैर के नीचे एक खाली जगह बन जाती है और वायुमंडलीय दबाव पैर को बाहर खींचने से रोकता है। इस मामले में, पैर सिलेंडर में पिस्टन की तरह काम करता है। बाहरी वायुमंडलीय दबाव, उत्पन्न होने वाले दबाव की तुलना में बहुत अधिक है, जो किसी को पैर उठाने की अनुमति नहीं देता है। इस मामले में, पैर पर दबाव का बल 1000 N तक पहुंच सकता है। जुगाली करने वालों के लिए ऐसी कीचड़ से गुजरना बहुत आसान होता है, जिनके खुर कई हिस्सों से बने होते हैं और जब कीचड़ से बाहर खींचे जाते हैं, तो उनके पैर सिकुड़ जाते हैं, जिससे हवा अंदर जाती है। परिणामी अवसाद. परिशिष्ट 4 व्यक्तिगत कार्य के लिए कार्ड पृथ्वी के चारों ओर एक _________________ है, जो __________ द्वारा एक साथ बंधा हुआ है। पृथ्वी से सटी हवा की परत संपीड़ित होती है और, कानून के अनुसार, ___________ जो उत्पन्न होता है उसे सभी दिशाओं में ___________ स्थानांतरित करती है। जैसे-जैसे ऊंचाई बढ़ती है, वायुमंडलीय दबाव _____________________ होता है। विकलांग बच्चों के लिए व्यक्तिगत कार्य हेतु कार्ड (गुरुत्वाकर्षण, दबाव, वायुमंडल, घटता है, पास्कल) भौतिकी पाठ नोट्स, ग्रेड 7 डाउनलोड करें। वातावरणीय दबाव § 42. वायु का भार. वायुमंडलीय दबाव - भौतिकी 7वीं कक्षा (पेरिश्किन) संक्षिप्त वर्णन: हम हवा पर ध्यान नहीं देते क्योंकि हम सभी उसमें रहते हैं। इसकी कल्पना करना कठिन है, लेकिन पृथ्वी पर सभी पिंडों की तरह हवा का भी वजन होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि गुरुत्वाकर्षण बल इस पर कार्य करता है। हवा को कांच की गेंद में रखकर तराजू पर भी तोला जा सकता है। अनुच्छेद बयालीसवाँ वर्णन करता है कि यह कैसे करना है। हम हवा के भार पर ध्यान नहीं देते; प्रकृति ने इसे इस तरह से डिज़ाइन किया है।
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