Атмосфералық қысым физикасы 7. Атмосфералық қысым. Тақырыбы: Қатты денелердің, сұйықтардың және газдардың қысымы
Атмосфера – Жердің ауа қабығы /бірнеше мың шақырым биіктікте/.
Атмосфераны жоғалтқаннан кейін Жер өзінің серігі Ай сияқты өлі болады, онда ысқырықты ыстық кезек-кезек билейді, содан кейін күндіз + 130 C және түнде - 150 С аязды.
Жер атмосферасындағы газдардың құрамы осылай көрінеді:
Паскальдың есептеулері бойынша, Жер атмосферасының салмағы диаметрі 10 км мыс шардың салмағындай - бес квадриллион (5000000000000000) тонна!
Жер беті және ондағы барлық денелер ауа массасының қысымын бастан кешіреді, яғни. атмосфералық қысымды сезіну.
Атмосфералық қысымның бар екендігін дәлелдейтін тәжірибе:
Тағы бір тәжірибе:
Егер шприцтің ұшына иненің орнына тығын қойылса /тесікті жабу үшін/, содан кейін поршень суырылып, оның астында вакуум жасалса, поршеньді босатқаннан кейін өткір поп дыбысы естіледі, және поршень тартылады. Бұл сыртқы атмосфералық қысымның поршеньге әсер етуіне байланысты.
АТМОСФЕРАЛЫҚ ҚЫСЫМ ҚАЛАЙ АШЫЛДЫ?
Есіңде болсын, ауаның салмағы бар...
Мұны тәжірибе арқылы тексеруге болады. Шардан ауаның біраз бөлігін сорып алсақ, оның жеңілірек болғанын көреміз.
Алғаш рет ауаның салмағы адамдарды 1638 жылы Тоскана герцогінің Флоренция бақтарын субұрқақтармен безендіру идеясы сәтсіздікке ұшыраған кезде - су 10,3 м-ден аспады.
Судың қыңырлығының себептерін іздеу және одан да ауыр сұйықтық – сынаппен тәжірибелер 1643 ж. Торричелли, атмосфералық қысымның ашылуына әкелді.
Торричелли өз тәжірибесінде сынап бағанының биіктігі түтіктің пішініне де, оның көлбеулігіне де байланысты емес екенін анықтады. Теңіз деңгейінде сынап бағанының биіктігі әрқашан шамамен 760 мм болды.
Ғалым сұйық бағананың биіктігі ауа қысымымен теңестіріледі деп ұсынды. Колоннаның биіктігін және сұйықтықтың тығыздығын біле отырып, атмосфераның қысымын анықтауға болады.
Торричелли болжамының дұрыстығы 1648 жылы расталды. Паскальдың Пуи-де-Кумбез тауындағы тәжірибесі. Паскаль азырақ ауа бағаны аз қысым көрсететінін дәлелдеді. Жердің тартылуы мен жылдамдығының жеткіліксіздігінен ауа молекулалары Жерге жақын кеңістіктен шыға алмайды. Алайда олар Жер бетіне түспей, оның үстінде қалықтайды, өйткені. үздіксіз жылулық қозғалыста болады.
Жылулық қозғалысқа және молекулалардың Жерге тартылуына байланысты олардың атмосферада таралуы біркелкі емес. Атмосфераның биіктігі 2000-3000 км, оның массасының 99% төменгі (30 км-ге дейін) қабатта шоғырланған. Ауа, басқа газдар сияқты, өте сығымдалады. Атмосфераның төменгі қабаттары, оларға жоғарғы қабаттардың қысымы нәтижесінде ауаның тығыздығы жоғары болады.
Теңіз деңгейіндегі қалыпты атмосфералық қысым орта есеппен 760 мм Hg = 1013hPa құрайды.
Биіктікке қарай ауа қысымы мен тығыздығы төмендейді.
Төмен биіктікте әрбір 12м көтерілу атмосфералық қысымды 1 мм сын.бағ. төмендетеді. Биік биіктікте бұл заңдылық бұзылады.
Бұл қысым жасайтын ауа бағанының биіктігі көтерілген сайын төмендейтіндіктен болады. Сонымен қатар, атмосфераның жоғарғы қабатындағы ауаның тығыздығы аз.
Жер атмосферасындағы ауа температурасы осылай өзгереді:
ҚЫЗЫҚ ҚҰБЫЛЫСТАР
КЕРЕК ҚОЙ
Егер Жер атмосферасы Жермен бірге өз осінің айналасында айналмаса, онда жер бетінде ең күшті дауылдар пайда болар еді.
Егер ауа атмосферасы кенеттен жойылып кетсе, ЖЕРДЕ НЕ БОЛАР ЕДІ?
Жер бетінде шамамен -170 ° C температура орнатылып, барлық су кеңістігі қатып, жер мұз қыртысымен жабылады.
Толық тыныштық болар еді, өйткені дыбыс бос жерде таралмайды; аспан қара болады, өйткені аспанның түсі ауаға байланысты; ымырт, таң, аппақ түн болмас еді.
Жұлдыздардың жымыңдауы тоқтап, жұлдыздардың өзі түнде ғана емес, күндіз де көрінетін еді (күндізгі уақытта ауа бөлшектерімен күн сәулесінің шашырауынан біз оларды көрмейміз).
Жануарлар мен өсімдіктер өледі.
Күн жүйесінің кейбір планеталарында да атмосфера бар, бірақ олардың қысымы адамға скафандрсыз жүруге мүмкіндік бермейді. Мысалы, Венерада атмосфералық қысым шамамен 100 атм, Марста - шамамен 0,006 атм. Атмосфера қысымының әсерінен денеміздің әрбір шаршы сантиметріне 10 Н күш әсер етеді.
АДАМДАР ТЕҢІЗ ДЕҢГЕЙІНДЕГІ ТҮРЛІ БІІІКТІКТЕРГЕ ҚАЛАЙ ТӨЗЕДІ?
АДАМ ғарыш кеңістігіне скафандрсыз лақтырылса, НЕ БОЛАДЫ?
Американдық Total Recall (Арнольд Шварцнеггер) фильмінде басты кейіпкерлер Марстың бетіне лақтырылғанда көздері ұясынан шығып, денелері ісіп кетеді. Ғарышсыз кеңістікке скафандрсыз құлаған адамның тағдыры не болады (дәлірек айтсақ, оның денесіне не болады - ол дем ала алмайды). Дене ішіндегі газдардың қысымы сыртқы (нөлдік) қысыммен «теңдікке» бейім болады. Өте қарапайым иллюстрация: науқасқа салынған банкалар. Олардағы ауа қызады, бұл газдың тығыздығының төмендеуіне әкеледі. Құмыраның бетіне тез жағылады, құмыра мен ондағы ауа суыған сайын бұл жердегі адам денесі құмыраға қалай тартылатынын көресіз. Адамның айналасында осындай құмыраны елестетіп көріңіз ...
Бірақ бұл жалғыз «жағымсыз» процесс емес. Өздеріңіз білетіндей, адам кем дегенде 75% судан тұрады. Атмосфералық қысымдағы судың қайнау температурасы 100 С. Қайнау температурасы қысымға өте тәуелді: қысым неғұрлым төмен болса, қайнау температурасы төмен болады. ... Қазірдің өзінде 0,4 атм қысымда. Судың қайнау температурасы 28,64 С, бұл адам денесінің температурасынан әлдеқайда төмен. Сондықтан, бір қарағанда, адам ғарыш кеңістігіне шыққанда, ол жарылып, `` қайнатылады»» ... бірақ дененің жарылуы болмайды. Өйткені, егер өкпеден (және басқа дене қуыстарынан) ауа еркін шығып кетсе, онда денеде газ көпіршіктерін шығаратын, бірақ бірден өзін қайнатпайтын сұйықтық бар. Айтпақшы, қысымның төмендеуі кезінде (айталық, биіктікте) адам өледі, бірақ оны жыртып тастамайды. Қайтыс болған ғарышкерлерімізді еске түсірейік: 20 км атмосфераның шамамен 1/10 бөлігі - бізді қызықтыратын көзқарас тұрғысынан іс жүзінде вакуум.
Әйтсе де... Осыдан 15 жылдай бұрын Академиялық институттардың бірінде етті вакуумда кептіру идеясы пайда болды. Еттің үлкен бөлігі вакуумдық камераға салынып, өткір айдау басталды. Бөлшек жай ғана жарылып кетті. Осы тәжірибеден кейін оның нәтижелерін вакуумдық камераның қабырғаларынан сызып алу өте қиын болды.
Шаңғы мінген адам және оларсыз.
Бос қарда адам әр қадам сайын терең батып, үлкен қиындықпен жүреді. Бірақ шаңғы киіп, ол құлап қалмай жүре алады. Неліктен? Шаңғыда немесе шаңғысыз адам қарда өз салмағына тең күшпен әрекет етеді. Дегенмен, бұл күштің екі жағдайда да әсері әртүрлі, өйткені адамның басқан бетінің ауданы шаңғымен және шаңғысыз әртүрлі. Шаңғы бетінің ауданы табанның ауданынан 20 есе көп. Демек, шаңғыда тұрған адам қар бетінің әрбір шаршы сантиметрінде шаңғысыз қар үстінде тұрғаннан 20 есе аз күшпен әрекет етеді.
Тақтаға газетті түймелермен бекітіп тұрған оқушы әр түймеге бірдей күшпен әрекет етеді. Дегенмен, ұшы өткіррек түймені ағашқа енгізу оңайырақ.
Бұл күш әрекетінің нәтижесі оның модуліне, бағытына және әсер ету нүктесіне ғана емес, сонымен қатар ол қолданылатын беттің ауданына (ол әрекет ететін перпендикуляр) байланысты екенін білдіреді.
Бұл тұжырым физикалық эксперименттермен расталады.
Тәжірибе.Бұл күштің нәтижесі беттің аудан бірлігіне қандай күш әсер ететініне байланысты.
Тырнақтарды кішкене тақтайшаның бұрыштарына салу керек. Алдымен тақтаға қадалған шегелерді құмға ұшын жоғары қойып, тақтаға салмақ саламыз. Бұл жағдайда шегелердің бастары құмға сәл ғана басылады. Содан кейін тақтаны төңкеріп, шегелерді ұшына қойыңыз. Бұл жағдайда тірек ауданы кішірек болады және сол күштің әсерінен шегелер құмға терең енеді.
Тәжірибе. Екінші иллюстрация.
Бұл күштің әрекетінің нәтижесі беттің әрбір бірлігіне қандай күш әсер ететініне байланысты.
Қарастырылған мысалдарда күштер дененің бетіне перпендикуляр әсер етті. Адамның салмағы қардың бетіне перпендикуляр болды; түймеге әсер ететін күш тақтаның бетіне перпендикуляр.
Бетке перпендикуляр әсер ететін күштің осы беттің ауданына қатынасына тең шама қысым деп аталады..
Қысымды анықтау үшін бетке перпендикуляр әсер ететін күшті бетінің ауданына бөлу керек:
қысым = күш / аудан.
Осы өрнекке кіретін шамаларды белгілейік: қысым - б, бетке әсер ететін күш, - Фжәне бетінің ауданы С.
Содан кейін формуланы аламыз:
p = F/S
Бір аймаққа әсер ететін үлкен күш көбірек қысым жасайтыны анық.
Қысым бірлігі осы бетке перпендикуляр 1 м 2 бетке әсер ететін 1 Н күш тудыратын қысым ретінде қабылданады..
Қысым бірлігі - шаршы метрге Ньютон(1 Н/м 2). Француз ғалымының құрметіне Блез Паскаль ол паскаль деп аталады Па). Осылайша,
1 Па = 1 Н / м 2.
Басқа қысым бірліктері де қолданылады: гектопаскаль (гПа) және килопаскаль (кПа).
1 кПа = 1000 Па;
1 гПа = 100 Па;
1 Па = 0,001 кПа;
1 Па = 0,01 гПа.
Есептің шартын жазып, оны шешейік.
Берілген : м = 45 кг, S = 300 см 2; p = ?
SI бірліктерде: S = 0,03 м 2
Шешімі:
б = Ф/С,
Ф = П,
П = г м,
П= 9,8 N 45 кг ≈ 450 Н,
б\u003d 450 / 0,03 Н / м 2 \u003d 15000 Па \u003d 15 кПа
«Жауап»: p = 15000 Па = 15 кПа
Қысымды төмендету және жоғарылату жолдары.
Ауыр шынжыр табанды трактор топыраққа 40-50 кПа тең қысым жасайды, яғни салмағы 45 кг баланың қысымынан 2-3 есе ғана артық. Себебі шынжыр табанды жетектің арқасында трактордың салмағы үлкенірек аумаққа бөлінеді. Және біз мұны анықтадық тірек ауданы неғұрлым үлкен болса, сол күштің осы тірекке түсіретін қысымы соғұрлым аз болады .
Кішкентай немесе үлкен қысымды алу керек пе, соған байланысты қолдау аймағы артады немесе азаяды. Мысалы, топырақ салынып жатқан ғимараттың қысымына төтеп беруі үшін іргетастың төменгі бөлігінің ауданы ұлғайтылады.
Жүк көліктерінің шиналары мен ұшақ шассилері жеңіл автокөліктерге қарағанда әлдеқайда кеңірек жасалған. Әсіресе кең шиналар шөлді жерлерде жүруге арналған автокөліктерге арналған.
Трактор, танк немесе батпақ сияқты ауыр машиналар, жолдардың үлкен тірек алаңы бар, адам өте алмайтын батпақты жерлерден өтеді.
Екінші жағынан, кішігірім беттік ауданда аз күшпен үлкен қысым пайда болуы мүмкін. Мысалы, тақтаға түймені басқанда, біз оған шамамен 50 Н күшпен әрекет етеміз. Түйме ұшының ауданы шамамен 1 мм 2 болғандықтан, оның шығаратын қысымы тең болады:
p \u003d 50 N / 0,000001 м 2 \u003d 50,000,000 Па \u003d 50,000 кПа.
Салыстыру үшін бұл қысым шынжыр табанды трактордың топыраққа түсіретін қысымынан 1000 есе артық. Мұндай мысалдарды тағы да көптеп келтіруге болады.
Кесу және тесу құралдарының (пышақ, қайшы, кескіш, ара, инелер және т.б.) жүзі арнайы қайрайды. Өткір пышақтың қайраған жиегі шағын аймаққа ие, сондықтан аз күштің өзі үлкен қысым жасайды және мұндай құралмен жұмыс істеу оңай.
Кесу және тесу құрылғылары жануарлар әлемінде де кездеседі: бұл тістер, тырнақтар, тұмсықтар, масақтар және т.б. - олардың барлығы қатты материалдан жасалған, тегіс және өте өткір.
Қысым
Газ молекулалары ретсіз қозғалатыны белгілі.
Біз газдардың қатты және сұйық заттардан айырмашылығы олар орналасқан ыдысты толығымен толтыратынын білеміз. Мысалы, газдарды сақтауға арналған болат цилиндр, автомобиль шинасының түтігі немесе волейбол добы. Бұл жағдайда газ цилиндрдің, камераның немесе ол орналасқан кез келген басқа дененің қабырғаларына, түбіне және қақпағына қысым жасайды. Газ қысымы қатты дененің тірекке қысымынан басқа себептерге байланысты.
Газ молекулалары ретсіз қозғалатыны белгілі. Олардың қозғалысы кезінде олар бір-бірімен, сондай-ақ газ орналасқан ыдыстың қабырғаларымен соқтығысады. Газда көптеген молекулалар бар, сондықтан олардың әсер ету саны өте көп. Мысалы, бөлмедегі ауа молекулаларының 1 см 2 бетке 1 секундта әсер ету саны жиырма үш таңбалы санмен өрнектеледі. Жеке молекуланың әсер ету күші аз болғанымен, барлық молекулалардың ыдыс қабырғаларына әсері айтарлықтай - ол газ қысымын тудырады.
Сонымен, ыдыс қабырғаларына (және газға салынған денеге) газ қысымы газ молекулаларының әсерінен пайда болады .
Келесі тәжірибені қарастырайық. Ауа сорғысының қоңырауының астына резеңке шарды қойыңыз. Оның құрамында аз мөлшерде ауа бар және пішіні дұрыс емес. Содан кейін қоңыраудың астындағы ауаны сорғышпен сорып аламыз. Айналасында ауа барған сайын сиреп бара жатқан шардың қабығы бірте-бірте ісініп, кәдімгі шар пішінін алады.
Бұл тәжірибені қалай түсіндіруге болады?
Сығылған газды сақтау және тасымалдау үшін арнайы берік болат баллондар қолданылады.
Біздің тәжірибемізде қозғалатын газ молекулалары доптың қабырғаларын ішіне және сыртына үздіксіз соқты. Ауа сорылған кезде доптың қабығының айналасындағы қоңыраудағы молекулалар саны азаяды. Бірақ доптың ішінде олардың саны өзгермейді. Демек, молекулалардың қабықтың сыртқы қабырғаларына әсер ету саны ішкі қабырғаларға әсер ету санынан аз болады. Шарды оның резеңке қабығының серпімділік күші газдың қысым күшіне тең болғанша үрлейді. Доптың қабығы доптың пішінін алады. Бұл соны көрсетеді газ оның қабырғаларына барлық бағытта бірдей басады. Басқаша айтқанда, бетінің шаршы сантиметріне шаққанда молекулалық әсерлердің саны барлық бағытта бірдей. Барлық бағытта бірдей қысым газға тән және молекулалардың орасан зор санының кездейсоқ қозғалысының салдары болып табылады.
Газдың көлемін азайтуға тырысайық, бірақ оның массасы өзгеріссіз қалады. Бұл дегеніміз, газдың әрбір текше сантиметрінде молекулалар көбірек болады, газдың тығыздығы артады. Сонда молекулалардың қабырғаларға әсер ету саны артады, яғни газ қысымы артады. Мұны тәжірибе арқылы растауға болады.
Сурет бойынша аШыны түтікше көрсетілген, оның бір ұшы жұқа резеңке пленкамен жабылған. Түтікке поршень салынған. Поршеньді итеру кезінде түтіктегі ауа көлемі азаяды, яғни газ қысылады. Резеңке пленка сыртқа қарай дөңес, бұл түтіктегі ауа қысымының жоғарылағанын көрсетеді.
Керісінше, бірдей газ массасының көлемі ұлғайған сайын әрбір текше сантиметрдегі молекулалар саны азаяды. Бұл ыдыстың қабырғаларына әсер ету санын азайтады - газдың қысымы азаяды. Шынында да, поршень түтіктен шығарылған кезде, ауа көлемі артады, пленка ыдыстың ішінде майысып қалады. Бұл түтіктегі ауа қысымының төмендеуін көрсетеді. Егер түтікте ауаның орнына басқа газ болса, дәл осындай құбылыстар байқалады.
Сонымен, газдың массасы мен температурасы өзгермеген жағдайда газдың көлемі азайған кезде оның қысымы артады, ал көлемі ұлғайған кезде қысымы төмендейді.
Газды тұрақты көлемде қыздырғанда оның қысымы қалай өзгереді? Қыздырған кезде газ молекулаларының қозғалыс жылдамдығы арта түсетіні белгілі. Жылдамырақ қозғалғанда, молекулалар ыдыстың қабырғаларына жиі соғады. Сонымен қатар, молекуланың қабырғаға әрбір соққысы күштірек болады. Нәтижесінде ыдыстың қабырғалары көбірек қысымға ұшырайды.
Демек, Жабық ыдыстағы газдың қысымы жоғары болған сайын газдың температурасы жоғары болады, газдың массасы мен көлемі өзгермеген жағдайда.
Осы эксперименттерден мынадай қорытынды жасауға болады газдың қысымы үлкен болса, молекулалар соғұрлым жиі және күштірек ыдыстың қабырғаларына соғады. .
Газдарды сақтау және тасымалдау үшін олар қатты қысылады. Сонымен бірге олардың қысымы артады, газдар арнайы, өте берік цилиндрлерге жабылуы керек. Мұндай цилиндрлерде, мысалы, сүңгуір қайықтарда сығылған ауа, металды дәнекерлеуде қолданылатын оттегі бар. Әрине, біз әрқашан газ баллондарын жылытуға болмайтынын есте ұстауымыз керек, әсіресе олар газбен толтырылған кезде. Өйткені, біз түсінгеніміздей, жарылыс өте жағымсыз салдары болуы мүмкін.
Паскаль заңы.
Қысым сұйықтықтың немесе газдың әрбір нүктесіне беріледі.
Поршеньдің қысымы шарды толтыратын сұйықтықтың әрбір нүктесіне беріледі.
Енді газ.
Қатты денелерден айырмашылығы, сұйық пен газдың жеке қабаттары мен ұсақ бөлшектері бір-біріне қатысты барлық бағытта еркін қозғала алады. Мысалы, суды жылжыту үшін стақандағы судың бетіне жеңіл үрлеу жеткілікті. Өзенде немесе көлде шамалы желде толқындар пайда болады.
Газ және сұйық бөлшектердің қозғалғыштығы мұны түсіндіреді оларға өндірілген қысым күш бағыты бойынша ғана емес, әрбір нүктеде беріледі. Бұл құбылысты толығырақ қарастырайық.
Суретте, ақұрамында газ (немесе сұйықтық) бар ыдыс бейнеленген. Бөлшектер ыдыстың бойына біркелкі таралады. Ыдыс жоғары және төмен қозғала алатын поршеньмен жабылған.
Біраз күш қолдану арқылы поршеньді аздап ішке қарай жылжытып, оның астындағы газды (сұйықтықты) сығымдаймыз. Сонда бөлшектер (молекулалар) бұл жерде бұрынғыдан да тығыз орналасады (сурет, б). Газ бөлшектерінің қозғалғыштығына байланысты барлық бағытта қозғалады. Нәтижесінде олардың орналасуы қайтадан біркелкі болады, бірақ бұрынғыға қарағанда тығызырақ болады (в-сурет). Сондықтан барлық жерде газдың қысымы артады. Бұл газдың немесе сұйықтықтың барлық бөлшектеріне қосымша қысымның берілетінін білдіреді. Сонымен, егер поршеньдің жанында газға (сұйықтыққа) қысым 1 Па өссе, онда барлық нүктелерде ішіндегаз немесе сұйықтық қысымы бұрынғыдан бірдей мөлшерде жоғары болады. Ыдыстың қабырғаларына, түбіне және поршеньге қысым 1 Па артады.
Сұйыққа немесе газға түсетін қысым кез келген нүктеге барлық бағытта бірдей беріледі .
Бұл мәлімдеме деп аталады Паскаль заңы.
Паскаль заңына сүйене отырып, келесі тәжірибелерді түсіндіру оңай.
Суретте әртүрлі жерлерінде кішкене тесіктері бар қуыс шар көрсетілген. Шарға түтік бекітілген, оған поршень салынған. Шарға суды тартып, поршеньді түтікке итерсеңіз, онда шардың барлық тесіктерінен су ағады. Бұл тәжірибеде поршень түтіктегі судың бетіне басады. Поршень астындағы су бөлшектері конденсацияланып, оның қысымын тереңірек жатқан басқа қабаттарға береді. Осылайша, поршеньдің қысымы шарды толтыратын сұйықтықтың әрбір нүктесіне беріледі. Нәтижесінде судың бір бөлігі барлық тесіктерден ағып жатқан бірдей ағындар түрінде доптан итеріледі.
Егер шар түтінмен толтырылған болса, онда поршеньді түтікке итергенде, шардың барлық тесіктерінен бірдей түтін ағындары шыға бастайды. Бұл растайды және газдар өздеріне өндірілген қысымды барлық бағытта бірдей етіп жібереді.
Сұйықтық пен газдағы қысым.
Сұйықтықтың салмағынан түтіктегі резеңке түбі салбырап қалады.
Жердегі барлық денелер сияқты сұйықтықтар да тартылыс күшімен әсер етеді. Демек, ыдысқа құйылған сұйықтықтың әрбір қабаты өз салмағымен қысым жасайды, ол Паскаль заңы бойынша барлық бағыттарға беріледі. Сондықтан сұйықтықтың ішінде қысым бар. Мұны тәжірибе арқылы тексеруге болады.
Астыңғы тесігі жұқа резеңке пленкамен жабылған шыны түтікке су құйыңыз. Сұйықтықтың салмағынан түтіктің түбі бүгіледі.
Тәжірибе көрсеткендей, резеңке пленканың үстіндегі су бағанасы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым ол соғұрлым көп шөгеді. Бірақ резеңке түбі салбырап кеткен сайын түтіктегі су тепе-теңдікке келеді (тоқтатады), өйткені тартылыс күшінен басқа созылған резеңке пленканың серпімді күші суға әсер етеді.
Резеңке пленкаға әсер ететін күштер |
екі жақта бірдей. |
Иллюстрация.
Төменгі жағы ауырлық күшінің әсерінен оған түсетін қысымның әсерінен цилиндрден алыстайды.
Су құйылған түбі резеңке түтікшені суы бар кеңірек ыдысқа түсірейік. Біз түтік түсірілген кезде резеңке пленка бірте-бірте түзетілетінін көреміз. Пленканың толық түзетілуі оған жоғарыдан және төменнен әсер ететін күштердің тең екендігін көрсетеді. Пленканың толық түзетілуі түтіктегі және ыдыстағы су деңгейлері сәйкес келгенде орын алады.
Дәл осындай тәжірибені а суретінде көрсетілгендей резеңке пленка бүйірлік саңылауды жабатын түтікпен де жүргізуге болады. Бұл су түтігін суретте көрсетілгендей басқа су ыдысына батырыңыз, б. Түтік пен ыдыстағы су деңгейі тең болған кезде пленка қайтадан түзетілетінін байқаймыз. Бұл резеңке пленкаға әсер ететін күштердің барлық жағынан бірдей екенін білдіреді.
Түбі құлап кетуі мүмкін ыдысты алыңыз. Оны бір банка суға салайық. Бұл жағдайда түбі ыдыстың шетіне мықтап басылады және құлап кетпейді. Ол төменнен жоғары бағытталған су қысымының күшімен басылады.
Біз ыдысқа мұқият су құйып, оның түбін бақылаймыз. Ыдыстағы су деңгейі құмырадағы су деңгейімен сәйкес келген кезде ол ыдыстан түсіп кетеді.
Бөліп алу сәтінде ыдыстағы сұйықтық бағанасы төменгі жағына басылады, ал қысым төменнен жоғарыға бірдей биіктіктегі, бірақ құмырада орналасқан сұйықтық колоннасының төменгі жағына беріледі. Бұл екі қысым да бірдей, бірақ түбі цилиндрден оған меншікті ауырлық күшінің әсерінен алыстайды.
Сумен жүргізілген тәжірибелер жоғарыда сипатталды, бірақ судың орнына кез келген басқа сұйықтықты алсақ, тәжірибенің нәтижесі бірдей болады.
Демек, эксперименттер мұны көрсетеді сұйықтықтың ішінде қысым бар, ал бір деңгейде ол барлық бағытта бірдей. Қысым тереңдеген сайын артады.
Газдардың бұл жағынан сұйықтардан айырмашылығы жоқ, өйткені олардың да салмағы бар. Бірақ біз газдың тығыздығы сұйықтықтың тығыздығынан жүздеген есе аз екенін есте ұстауымыз керек. Ыдыстағы газдың салмағы аз, көп жағдайда оның «салмақ» қысымын елемеуге болады.
Ыдыс түбіне және қабырғаларына сұйық қысымын есептеу.
Ыдыс түбіне және қабырғаларына сұйық қысымын есептеу.
Сұйықтықтың ыдыстың түбіне және қабырғаларына қысымын қалай есептеуге болатынын қарастырыңыз. Алдымен тік бұрышты параллелепипед пішіні бар ыдысқа есеп шығарайық.
Күш Ф, оның көмегімен осы ыдысқа құйылған сұйықтық оның түбін басады, салмаққа тең Пыдыстағы сұйықтық. Сұйықтықтың салмағын оның массасын білу арқылы анықтауға болады. м. Өздеріңіз білетіндей, массаны формула бойынша есептеуге болады: m = ρ V. Біз таңдаған ыдысқа құйылған сұйықтықтың көлемін есептеу оңай. Ыдыстағы сұйық бағанының биіктігі әріппен белгіленсе h, және ыдыстың түбінің ауданы С, содан кейін V = S h.
Сұйықтық массасы m = ρ V, немесе m = ρ S h .
Бұл сұйықтықтың салмағы P = гм, немесе P = g ρ S h.
Сұйық бағанның салмағы сұйықтықтың ыдыстың түбін басқан күшіне тең болғандықтан, салмақты бөлу ПАлаңға С, біз сұйықтықтың қысымын аламыз б:
p = P/S немесе p = g ρ S h/S,
Ыдыс түбіндегі сұйықтықтың қысымын есептеу формуласын алдық. Бұл формуладан мынаны көруге болады ыдыстың түбіндегі сұйықтықтың қысымы тек сұйық бағананың тығыздығы мен биіктігіне байланысты.
Демек, алынған формула бойынша ыдысқа құйылған сұйықтықтың қысымын есептеуге болады кез келген пішін(Қатаң айтқанда, біздің есептеуіміз тек түзу призма және цилиндр пішіні бар ыдыстарға ғана жарамды. Институтқа арналған физика курстарында формуланың ерікті пішінді ыдыс үшін де дұрыс екені дәлелденді). Сонымен қатар, ол ыдыстың қабырғаларына қысымды есептеу үшін пайдаланылуы мүмкін. Сұйықтық ішіндегі қысым, оның ішінде төменнен жоғарыға дейінгі қысым да осы формула арқылы есептеледі, өйткені бірдей тереңдіктегі қысым барлық бағытта бірдей.
Формула арқылы қысымды есептеу кезінде p = gphтығыздық қажет ρ текше метрге (кг / м 3) килограмммен және сұйық бағанның биіктігімен көрсетіледі h- метрмен (м), g\u003d 9,8 Н / кг, содан кейін қысым паскальмен (Па) көрсетіледі.
Мысал. Мұнай бағанының биіктігі 10 м, тығыздығы 800 кг/м 3 болса, резервуар түбіндегі май қысымын анықтаңыз.
Есептің шартын жазып алайық.
Берілген :
ρ \u003d 800 кг / м 3
Шешім :
p = 9,8 Н/кг 800 кг/м 3 10 м ≈ 80 000 Па ≈ 80 кПа.
Жауап : p ≈ 80 кПа.
Коммуникациялық ыдыстар.
Коммуникациялық ыдыстар.
Суретте резеңке түтік арқылы бір-бірімен байланысқан екі ыдыс көрсетілген. Мұндай кемелер деп аталады қарым-қатынас жасау. Су құятын ыдыс, шәйнек, кофе құмыралары байланысатын ыдыстардың мысалы болып табылады. Біз тәжірибеден білеміз, мысалы, суарғышқа құйылған су әрқашан шүмегінде және ішінде бір деңгейде тұрады.
Байланыстағы кемелер бізге ортақ. Мысалы, бұл шәйнек, суару ыдысы немесе кофе ыдысы болуы мүмкін. |
Кез келген пішіндегі байланыс ыдыстарында біртекті сұйықтықтың беттері бірдей деңгейде орнатылады. |
Әртүрлі тығыздықтағы сұйықтықтар. |
Байланыстағы кемелермен келесі қарапайым тәжірибені жасауға болады. Тәжірибенің басында резеңке түтікті ортасынан қысып, түтіктердің біріне су құямыз. Содан кейін біз қысқышты ашамыз, ал екі түтіктегі су беттері бірдей деңгейде болғанша су бірден басқа түтікке ағып кетеді. Түтіктердің бірін штативке бекітіп, екіншісін әртүрлі бағытта көтеруге, түсіруге немесе еңкейтуге болады. Және бұл жағдайда сұйықтық тынышталған кезде оның екі түтіктегі деңгейі теңестіріледі.
Кез келген пішіндегі және қимадағы байланыс ыдыстарында біртекті сұйықтықтың беттері бірдей деңгейде орнатылады.(сұйықтық үстіндегі ауа қысымы бірдей болған жағдайда) (109-сурет).
Мұны келесідей негіздеуге болады. Сұйықтық бір ыдыстан екінші ыдысқа ауыспай тыныштықта болады. Бұл екі ыдыстағы қысымның кез келген деңгейде бірдей екенін білдіреді. Екі ыдыстағы сұйықтық бірдей, яғни оның тығыздығы бірдей. Сондықтан оның биіктігі де бірдей болуы керек. Бір ыдысты көтергенде немесе оған сұйықтық қосқанда ондағы қысым артып, қысымдар теңестірілгенше сұйықтық басқа ыдысқа жылжиды.
Егер байланысатын ыдыстардың біріне бір тығыздықтағы сұйықтық, ал екіншісіне басқа тығыздықтағы сұйықтық құйылса, тепе-теңдік жағдайында бұл сұйықтықтардың деңгейлері бірдей болмайды. Және бұл түсінікті. Сұйықтықтың ыдыс түбіндегі қысымы колоннаның биіктігі мен сұйықтың тығыздығына тура пропорционал болатынын білеміз. Және бұл жағдайда сұйықтықтардың тығыздықтары әртүрлі болады.
Бірдей қысым кезінде тығыздығы жоғары сұйық бағанның биіктігі төменірек сұйық бағанның биіктігінен аз болады (сурет).
Тәжірибе. Ауаның массасын қалай анықтауға болады.
Ауа салмағы. Атмосфералық қысым.
атмосфералық қысымның болуы.
Атмосфералық қысым ыдыстағы сирек кездесетін ауаның қысымынан жоғары.
Ауырлық күші ауада, сондай-ақ Жерде орналасқан кез келген денеде әрекет етеді, демек, ауаның салмағы бар. Ауаның салмағын оның массасын біле отырып есептеу оңай.
Ауаның массасын қалай есептеу керектігін тәжірибе арқылы көрсетеміз. Мұны істеу үшін тығыны бар күшті шыны шарды және қысқышы бар резеңке түтікшені алыңыз. Біз одан ауаны сорғымен шығарамыз, құбырды қысқышпен қысып, таразыға теңестіреміз. Содан кейін резеңке түтіктегі қысқышты ашып, оған ауа жіберіңіз. Бұл жағдайда таразының тепе-теңдігі бұзылады. Оны қалпына келтіру үшін массасы шардың көлеміндегі ауа массасына тең болатын таразылардың басқа табасына салмақ қою керек.
Тәжірибелер 0 ° C температурада және қалыпты атмосфералық қысымда көлемі 1 м 3 ауаның массасы 1,29 кг болатынын анықтады. Бұл ауаның салмағын есептеу оңай:
P = g м, P = 9,8 Н/кг 1,29 кг ≈ 13 Н.
Жерді қоршап тұрған ауа қабығы деп аталады атмосфера (грек тілінен. атмосферабу, ауа және шар- доп).
Атмосфера, Жердің жасанды серіктерінің ұшуын бақылау көрсеткендей, бірнеше мың километр биіктікке дейін созылады.
Ауырлық күшінің әсерінен атмосфераның жоғарғы қабаттары мұхит суы сияқты төменгі қабаттарды қысады. Жерге тікелей іргелес жатқан ауа қабаты ең көп қысылады және Паскаль заңы бойынша оған жасалған қысымды барлық бағытта тасымалдайды.
Осының нәтижесінде жер беті мен онда орналасқан денелер ауаның бүкіл қалыңдығының қысымын бастан кешіреді немесе әдетте мұндай жағдайларда айтылғандай, атмосфералық қысым .
Атмосфералық қысымның болуын біз өмірде кездесетін көптеген құбылыстармен түсіндіруге болады. Олардың кейбіреулерін қарастырайық.
Суретте шыны түтік бейнеленген, оның ішінде түтіктің қабырғаларына тығыз орналасқан поршень бар. Түтіктің ұшы суға батырылады. Поршеньді көтерсеңіз, оның артында су көтеріледі.
Бұл құбылыс су сорғыларында және кейбір басқа құрылғыларда қолданылады.
Суретте цилиндрлік ыдыс көрсетілген. Ол шүмекі бар түтік салынған тығынмен жабылады. Ауа ыдыстан сорғы арқылы шығарылады. Содан кейін түтіктің ұшы суға салынады. Егер сіз қазір шүмекті ашсаңыз, су фонтандағы ыдыстың ішіне шашырап кетеді. Су ыдысқа түседі, себебі атмосфералық қысым ыдыстағы сирек кездесетін ауаның қысымынан жоғары.
Жердің ауа қабығы неліктен бар?
Барлық денелер сияқты, Жердің ауа қабығын құрайтын газдардың молекулалары Жерге тартылады.
Бірақ неге олардың бәрі Жер бетіне құлап кетпейді? Жердің ауа қабығы, оның атмосферасы қалай сақталады? Мұны түсіну үшін газдардың молекулалары үздіксіз және ретсіз қозғалыста болатынын ескеруіміз керек. Бірақ содан кейін тағы бір сұрақ туындайды: неге бұл молекулалар әлемдік кеңістікке, яғни ғарышқа ұшпайды.
Жерді толығымен тастап кету үшін ғарыш кемесі немесе зымыран сияқты молекуланың жылдамдығы өте жоғары болуы керек (кемінде 11,2 км/с). Бұл деп аталатын екінші қашу жылдамдығы. Жердің ауа қабығындағы көптеген молекулалардың жылдамдығы осы ғарыштық жылдамдықтан әлдеқайда аз. Сондықтан олардың көпшілігі Жерге тартылыс күшімен байланысты, тек шамалы ғана молекулалар Жерден тыс ғарышқа ұшады.
Молекулалардың кездейсоқ қозғалысы және оларға тартылыс күшінің әсері нәтижесінде газ молекулалары Жерге жақын кеңістікте «қалқып», ауа қабығын немесе бізге белгілі атмосфераны құрайды.
Өлшемдер көрсеткендей, ауа тығыздығы биіктікке қарай тез төмендейді. Сонымен, Жерден 5,5 км биіктікте ауаның тығыздығы жер бетіндегі тығыздығынан 2 есе, 11 км биіктікте - 4 есе аз және т.б. жоғары болған сайын ауа сирек болады. Ақырында, ең жоғарғы қабаттарда (Жерден жүздеген және мыңдаған километр биіктікте) атмосфера бірте-бірте ауасыз кеңістікке айналады. Жердің ауа қабығының нақты шекарасы жоқ.
Дәлірек айтқанда, ауырлық күшінің әсерінен кез келген жабық ыдыстағы газдың тығыздығы ыдыстың бүкіл көлемі бойынша бірдей емес. Ыдыстың түбінде газдың тығыздығы оның жоғарғы бөліктеріне қарағанда үлкен, сондықтан ыдыстағы қысым бірдей емес. Ол жоғарғы жағынан қарағанда ыдыстың төменгі жағында үлкенірек. Дегенмен, ыдыстағы газ үшін тығыздық пен қысымдағы бұл айырмашылық соншалықты аз, көптеген жағдайларда оны толығымен елемеуге болады, тек оны білу керек. Бірақ бірнеше мың километрден асатын атмосфера үшін айырмашылық айтарлықтай.
Атмосфералық қысымды өлшеу. Торричелли тәжірибесі.
Сұйық бағанның қысымын есептеу формуласы арқылы атмосфералық қысымды есептеу мүмкін емес (§ 38). Мұндай есептеу үшін сіз атмосфераның биіктігін және ауаның тығыздығын білуіңіз керек. Бірақ атмосфераның белгілі бір шекарасы жоқ, ал әртүрлі биіктіктегі ауаның тығыздығы әртүрлі. Дегенмен, атмосфералық қысымды 17 ғасырда итальяндық ғалым ұсынған тәжірибе арқылы өлшеуге болады. Евангелиста Торричелли Галилейдің шәкірті.
Торричелли тәжірибесі келесідей: ұзындығы 1 м-ге жуық шыны түтікке сынап құйылған, бір ұшы тығыздалған. Содан кейін түтіктің екінші ұшын мықтап жауып, оны төңкеріп, сынап қосылған шыныаяққа түсіреді, онда түтіктің бұл ұшы сынап деңгейінен ашылады. Кез келген сұйық тәжірибедегідей, сынаптың бір бөлігі шыныаяққа құйылады, ал оның бір бөлігі түтікте қалады. Түтікте қалған сынап бағанының биіктігі шамамен 760 мм. Түтіктің ішінде сынаптың үстінде ауа жоқ, ауасыз кеңістік бар, сондықтан бұл түтіктің ішіндегі сынап бағанасына газ жоғарыдан қысым түсірмейді және өлшемдерге әсер етпейді.
Жоғарыда сипатталған тәжірибені ұсынған Торричелли де өз түсініктемесін берді. Атмосфера тостағандағы сынаптың бетіне басады. Меркурий тепе-теңдікте. Бұл түтіктегі қысым дегенді білдіреді аа 1 (суретті қараңыз) атмосфералық қысымға тең. Атмосфералық қысым өзгерген кезде түтіктегі сынап бағанының биіктігі де өзгереді. Қысым жоғарылаған сайын баған ұзарады. Қысым төмендеген сайын сынап бағанасы биіктікте төмендейді.
Аа1 деңгейіндегі түтіктегі қысым түтіктегі сынап бағанының салмағымен жасалады, өйткені түтіктің жоғарғы бөлігінде сынаптан жоғары ауа жоқ. Демек, осыдан шығады атмосфералық қысым түтіктегі сынап бағанының қысымына тең , яғни.
батм = бсынап.
Атмосфералық қысым неғұрлым жоғары болса, Торричелли тәжірибесінде сынап бағанасы соғұрлым жоғары болады. Сондықтан іс жүзінде атмосфералық қысымды сынап бағанының биіктігімен (миллиметрмен немесе сантиметрмен) өлшеуге болады. Егер, мысалы, атмосфералық қысым 780 мм Hg болса. Өнер. (олар «сынаптың миллиметрі» дейді), бұл ауа 780 мм биіктіктегі сынап бағанасы шығаратын қысыммен бірдей қысымды тудырады дегенді білдіреді.
Сондықтан бұл жағдайда атмосфералық қысымның өлшем бірлігі ретінде сынаптың 1 миллиметрі (1 мм сын. бағ.) алынады. Осы бірлік пен бізге белгілі бірлік арасындағы байланысты табайық - паскаль(Па).
Биіктігі 1 мм сынап бағанының ρ қысымы:
б = g ρ сағ, б\u003d 9,8 Н / кг 13,600 кг / м 3 0,001 м ≈ 133,3 Па.
Сонымен, 1 мм Hg. Өнер. = 133,3 Па.
Қазіргі уақытта атмосфералық қысым әдетте гектопаскальмен өлшенеді (1 гПа = 100 Па). Мысалы, ауа райы туралы есептер қысымның 1013 гПа, яғни 760 мм сын.бағ. Өнер.
Күнделікті түтіктегі сынап бағанының биіктігін бақылай отырып, Торричелли бұл биіктіктің өзгеретінін, яғни атмосфералық қысымның тұрақты болмайтынын, оның жоғарылауы және төмендеуі мүмкін екенін анықтады. Торричелли сонымен қатар атмосфералық қысымның ауа райының өзгеруіне байланысты екенін байқады.
Егер сіз Торричелли тәжірибесінде қолданылған сынап түтігіне тік масштабты бекітсеңіз, сіз ең қарапайым құрылғыны аласыз - сынап барометрі (грек тілінен. барос- ауырлық, метро- өлшеу). Ол атмосфералық қысымды өлшеу үшін қолданылады.
Барометр - анероид.
Іс жүзінде атмосфералық қысымды өлшеу үшін металл барометр қолданылады, деп аталады анероид (грек тілінен аударылған - анероид). Құрамында сынап жоқ болғандықтан, барометр осылай аталады.
Анероидтың сыртқы түрі суретте көрсетілген. Оның негізгі бөлігі толқынды (гофрленген) беті бар металл қорап 1 (басқа суретті қараңыз). Бұл қораптан ауа сорылады және атмосфералық қысым қорапты басып кетпеуі үшін оның қақпағы 2 серіппемен тартылады. Атмосфералық қысымның жоғарылауымен қақпақ төмен қарай бүгіліп, серіппені кернейді. Қысым төмендегенде, серіппе қақпақты түзетеді. Беріліс механизмі 3 арқылы серіппеге стрелка-көрсеткіш 4 бекітіледі, ол қысым өзгерген кезде оңға немесе солға жылжиды. Жебенің астында шкала бекітілген, оның бөлімдері сынап барометрінің көрсеткіштеріне сәйкес белгіленген. Сонымен, анероидты ине тұрған 750 саны (суретті қараңыз) берілген сәтте сынап барометрінде сынап бағанының биіктігі 750 мм екенін көрсетеді.
Демек, атмосфералық қысым 750 мм сын.бағ. Өнер. немесе ≈ 1000 гПа.
Атмосфералық қысымның мәні алдағы күндердің ауа райын болжау үшін өте маңызды, өйткені атмосфералық қысымның өзгеруі ауа райының өзгеруімен байланысты. Барометр – метеорологиялық бақылауға қажетті құрал.
Әртүрлі биіктіктегі атмосфералық қысым.
Сұйықтықта қысым, біз білетіндей, сұйықтықтың тығыздығына және оның бағанының биіктігіне байланысты. Сығылу қабілеті төмен болғандықтан, әртүрлі тереңдіктегі сұйықтықтың тығыздығы бірдей дерлік. Сондықтан қысымды есептегенде оның тығыздығын тұрақты деп есептейміз және тек биіктіктің өзгеруін ескереміз.
Жағдай газдармен күрделірек. Газдар жоғары сығымдалады. Ал газ неғұрлым көп сығылған сайын, оның тығыздығы соғұрлым жоғары болады және ол соғұрлым көп қысым жасайды. Өйткені, газдың қысымы оның молекулаларының дене бетіне әсер етуінен пайда болады.
Жер бетіне жақын ауа қабаттары олардың үстіндегі ауаның барлық қабаттарымен қысылады. Бірақ бетінен ауа қабаты неғұрлым жоғары болса, соғұрлым әлсіз сығылады, оның тығыздығы соғұрлым төмен болады. Демек, ол соғұрлым аз қысым жасайды. Егер, мысалы, шар жер бетінен жоғары көтерілсе, онда шардағы ауа қысымы азаяды. Бұл оның үстіндегі ауа бағанының биіктігі азайғандықтан ғана емес, сонымен қатар ауа тығыздығы азайғандықтан да болады. Ол төменгі жағындағыға қарағанда жоғарғы жағында кішірек. Сондықтан ауа қысымының биіктікке тәуелділігі сұйықтықтарға қарағанда күрделірек.
Бақылаулар көрсеткендей, теңіз деңгейінде жатқан аудандарда атмосфералық қысым орта есеппен 760 мм сын.бағ. құрайды. Өнер.
0°С температурада биіктігі 760 мм сынап бағанының қысымына тең атмосфералық қысым қалыпты атмосфералық қысым деп аталады..
қалыпты атмосфералық қысым 101 300 Па = 1013 гПа тең.
Биіктік неғұрлым жоғары болса, қысым соғұрлым төмен болады.
Кішкентай көтерілулер кезінде орташа есеппен әрбір 12 м көтерілу үшін қысым 1 мм Hg төмендейді. Өнер. (немесе 1,33 гПа).
Қысымның биіктікке тәуелділігін біле отырып, барометрдің көрсеткіштерін өзгерту арқылы теңіз деңгейінен биіктікті анықтауға болады. Теңіз деңгейінен биіктікті тікелей өлшеуге болатын шкаласы бар анероидтар деп аталады биіктік өлшегіштер . Олар авиацияда және тауға шыққанда қолданылады.
Манометрлер.
Атмосфералық қысымды өлшеу үшін барометрлер қолданылатынын қазірдің өзінде білеміз. Атмосфералық қысымнан үлкен немесе аз қысымды өлшеу үшін манометрлер (грек тілінен. манос- сирек, көзге түспейтін метро- өлшеу). Манометрлер болып табылады сұйықтықжәне металл.
|
|
Алдымен құрылғыны және әрекетті қарастырыңыз ашық сұйықтық манометрі. Ол екі аяқты шыны түтіктен тұрады, оған біраз сұйықтық құйылады. Сұйықтық екі тізеде бірдей деңгейде орнатылады, өйткені ыдыстың тізелеріндегі оның бетіне тек атмосфералық қысым әсер етеді.
Мұндай манометрдің қалай жұмыс істейтінін түсіну үшін оны резеңке түтікпен дөңгелек жалпақ қорапқа қосуға болады, оның бір жағы резеңке пленкамен жабылған. Егер сіз саусағыңызды пленкаға бассаңыз, онда қорапқа қосылған манометр тізесінде сұйықтық деңгейі төмендейді, ал екінші тізеде ол жоғарылайды. Мұны не түсіндіреді?
Пленканы басу қораптағы ауа қысымын арттырады. Паскаль заңы бойынша қысымның бұл жоғарылауы қорапқа бекітілген манометрдің сол тізесіндегі сұйықтыққа беріледі. Демек, бұл тізедегі сұйықтыққа қысым сұйықтыққа тек атмосфералық қысым әсер ететін екіншісіне қарағанда көбірек болады. Бұл артық қысымның әсерінен сұйықтық қозғала бастайды. Сығылған ауамен тізеде сұйықтық төмендейді, екіншісінде ол көтеріледі. Сығылған ауаның артық қысымы манометрдің екінші аяғындағы артық сұйықтық бағанасы тудыратын қысыммен теңестірілген кезде сұйықтық тепе-теңдікке (тоқталады) келеді.
Пленкадағы қысым неғұрлым күшті болса, артық сұйықтық бағанасы соғұрлым жоғары болса, оның қысымы соғұрлым жоғары болады. Демек, қысымның өзгеруін осы артық бағанның биіктігі бойынша бағалауға болады.
Суретте мұндай манометрдің сұйықтық ішіндегі қысымды қалай өлшейтіні көрсетілген. Түтік сұйықтыққа неғұрлым тереңірек батырылған болса, манометрдің тізелеріндегі сұйықтық бағандарының биіктіктерінің айырмашылығы соғұрлым көп болады., сондықтан, сондықтан, және сұйықтық көбірек қысым жасайды.
Құрылғының қорабын сұйықтықтың ішіне біршама тереңдікте орнатып, оны пленкамен жоғары, бүйір және төмен айналдырсаңыз, манометр көрсеткіштері өзгермейді. Бұл солай болуы керек, өйткені сұйықтың ішінде бірдей деңгейде қысым барлық бағытта бірдей болады.
Суретте көрсетілген металл манометр . Мұндай манометрдің негізгі бөлігі құбырға бүгілген металл түтік болып табылады 1 , оның бір шеті жабық. Түтіктің екінші ұшын шүмекпен 4 қысым өлшенетін ыдыспен байланысады. Қысым жоғарылаған сайын түтік майыстырады. Оның жабық ұшын рычагпен жылжыту 5 және беріліс 3 атқышқа өтті 2 аспаптың масштабында қозғалу. Қысым төмендеген кезде түтік өзінің икемділігіне байланысты бұрынғы орнына оралады, ал көрсеткі шкаланың нөлдік бөлінуіне оралады.
Поршеньді сұйықтық сорғысы.
Біз бұрын қарастырған тәжірибеде (§ 40) атмосфералық қысымның әсерінен шыны түтіктегі су поршеньдің артына көтерілетіні анықталды. Бұл әрекет негізделген поршеньсорғылар.
Сорғы схемалық түрде суретте көрсетілген. Ол цилиндрден тұрады, оның ішінде жоғары және төмен түсіп, ыдыстың қабырғаларына, поршеньге тығыз жабысады. 1 . Клапандар цилиндрдің төменгі бөлігінде және поршеньдің өзінде орнатылады. 2 тек жоғары қарай ашылады. Поршень жоғары қарай қозғалғанда, атмосфералық қысымның әсерінен су құбырға түседі, төменгі клапанды көтеріп, поршеньдің артына жылжиды.
Поршень төмен қозғалғанда, поршень астындағы су төменгі клапанды басады және ол жабылады. Бұл кезде судың қысымымен поршень ішіндегі клапан ашылып, су поршень үстіндегі кеңістікке ағады. Поршеньдің жоғары қарай келесі қозғалысы кезінде оның үстіндегі су да онымен бірге орнына көтеріледі, ол шығыс құбырына құйылады. Бұл ретте поршеньдің артына судың жаңа бөлігі көтеріледі, ол кейіннен поршеньді түсіргенде оның үстінде болады және сорғы жұмыс істеп тұрған кезде бұл процедура қайта-қайта қайталанады.
Гидравликалық пресс.
Паскаль заңы әрекетті түсіндіруге мүмкіндік береді гидравликалық машина (грек тілінен. гидравликаторлар- су). Бұлар әрекеті сұйықтардың қозғалысы мен тепе-теңдігінің заңдарына негізделген машиналар.
Гидравликалық машинаның негізгі бөлігі поршеньдермен және байланыстырушы түтікпен жабдықталған әртүрлі диаметрлі екі цилиндр болып табылады. Поршеньдер мен түтік астындағы кеңістік сұйықтықпен толтырылады (әдетте минералды май). Поршеньдерге әсер ететін күштер болмаса, екі цилиндрдегі сұйық бағандардың биіктіктері бірдей.
Енді күштер деп есептейік Ф 1 және Ф 2 - поршеньдерге әсер ететін күштер, С 1 және С 2 - поршеньдердің аудандары. Бірінші (кіші) поршень астындағы қысым б 1 = Ф 1 / С 1 , ал екіншісінің астында (үлкен) б 2 = Ф 2 / С 2. Паскаль заңы бойынша тыныштықтағы сұйықтықтың қысымы барлық бағытта бірдей беріледі, яғни. б 1 = б 2 немесе Ф 1 / С 1 = Ф 2 / С 2, қайдан:
Ф 2 / Ф 1 = С 2 / С 1 .
Сондықтан, күш Ф 2 әлдеқайда көп күш Ф 1 , Үлкен поршеньнің ауданы кіші поршеньнің ауданынан неше есе үлкен?. Мысалы, егер үлкен поршеньнің ауданы 500 см 2, ал кішісі 5 см 2 болса және кіші поршеньге 100 Н күш әсер етсе, онда поршеньге 100 есе үлкен күш әсер етеді. үлкенірек поршень, яғни 10 000 Н.
Осылайша, гидравликалық машинаның көмегімен үлкен күшті аз күшпен теңестіруге болады.
Қатынас Ф 1 / Ф 2 күштің өсуін көрсетеді. Мысалы, жоғарыда келтірілген мысалда күшке түсетін күш 10 000 Н / 100 N = 100.
Престеу (сығу) үшін қолданылатын гидравликалық машина деп аталады гидравликалық пресс .
Гидравликалық престер көп қуат қажет болған жерде қолданылады. Мысалы, май зауыттарында тұқымнан май сығуға, фанера, картон, пішен престеуге арналған. Болат диірмендері болат станоктардың біліктерін, темір жол дөңгелектерін және басқа да көптеген бұйымдарды жасау үшін гидравликалық престерді пайдаланады. Заманауи гидравликалық престер ондаған және жүздеген миллион Ньютондық күшті дамыта алады.
Гидравликалық престің құрылғысы суретте схемалық түрде көрсетілген. Басылатын корпус 1 (А) үлкен поршеньге 2 (В) қосылған платформаға орналастырылған. Кішкентай поршень 3 (D) сұйықтыққа үлкен қысым жасайды. Бұл қысым цилиндрлерді толтыратын сұйықтықтың әрбір нүктесіне беріледі. Сондықтан екінші, үлкен поршеньге бірдей қысым әсер етеді. Бірақ 2-ші (үлкен) поршеньдің ауданы кішінің ауданынан үлкен болғандықтан, оған әсер ететін күш поршеньге 3 (D) әсер ететін күштен үлкен болады. Бұл күштің әсерінен поршень 2 (В) көтеріледі. Поршень 2 (В) көтерілгенде, корпус (А) бекітілген жоғарғы платформаға тіреледі және қысылады. Манометр 4 (M) сұйықтық қысымын өлшейді. Сұйықтық қысымы рұқсат етілген мәннен асқан кезде қауіпсіздік клапаны 5 (P) автоматты түрде ашылады.
Кішкентай цилиндрден үлкен сұйықтыққа дейін шағын поршеньдің 3 (D) қайталанатын қозғалысы арқылы айдалады. Бұл келесі жолмен жүзеге асырылады. Кішкентай поршеньді (D) көтергенде, клапан 6 (K) ашылады және поршень астындағы кеңістікке сұйықтық сорылады. Сұйықтық қысымының әсерінен кіші поршеньді түсіргенде, клапан 6 (К) жабылады, ал клапан 7 (К") ашылады және сұйықтық үлкен ыдысқа өтеді.
Су мен газдың оларға батырылған денеге әсері.
Су астында ауада әрең көтерілетін тасты оңай көтереміз. Егер сіз тығынды суға батырып, оны қолыңыздан босатсаңыз, ол қалқып кетеді. Бұл құбылыстарды қалай түсіндіруге болады?
Біз білеміз (§ 38) сұйықтық ыдыстың түбіне және қабырғаларына басады. Ал егер сұйықтықтың ішіне қандай да бір қатты дене қойылса, онда ол да ыдыстың қабырғалары сияқты қысымға ұшырайды.
Сұйықтыққа батырылған денеге оның жағынан әсер ететін күштерді қарастырайық. Дәлелдеуді жеңілдету үшін біз параллелепипедтің пішініне ие денені таңдаймыз, оның негіздері сұйықтықтың бетіне параллель (сурет). Дененің бүйір беттеріне әсер ететін күштер жұпта тең және бір-бірін теңестіреді. Осы күштердің әсерінен дене қысылады. Бірақ дененің жоғарғы және төменгі беттеріне әсер ететін күштер бірдей емес. Жоғарғы бетке күшпен жоғарыдан басады ФСұйықтықтың 1 бағанасы биік hбір . Төменгі бет деңгейінде қысым биіктігі бар сұйық бағананы шығарады h 2. Бұл қысым, біз білетіндей (§ 37), сұйықтық ішінде барлық бағытта беріледі. Сондықтан дененің төменгі жағында күшпен төменнен жоғары Ф 2 сұйық бағананы жоғары басады h 2. Бірақ hтағы 2 h 1 , демек күш модулі ФТағы 2 қуат модулі Фбір . Сондықтан дене сұйықтықтан күшпен итеріледі Ф vyt, күштердің айырмашылығына тең Ф 2 - Ф 1 , яғни.
|
|
Бірақ S·h = V, мұндағы V - параллелепипедтің көлемі, ал ρ W ·V = m W - параллелепипед көлеміндегі сұйықтықтың массасы. Демек, F vyt \u003d g m жақсы \u003d P жақсы, яғни қалқымалы күш сұйықтықтың оған батырылған дене көлеміндегі салмағына тең(Жүзу күші оған батырылған дененің көлемімен бірдей көлемдегі сұйықтықтың салмағына тең). Денені сұйықтықтан итеріп шығаратын күштің бар екенін тәжірибе жүзінде анықтау оңай. Сурет бойынша асоңында көрсеткі көрсеткіші бар серіппеге ілінген денені көрсетеді. Көрсеткі штативтегі серіппенің керілуін белгілейді. Дене суға жіберілген кезде серіппе жиырылады (Cурет 1). б). Серіппенің бірдей жиырылуы денеге төменнен жоғарыға қандай да бір күшпен әсер етсеңіз, мысалы, оны қолыңызбен басыңыз (көтеріңіз). Сондықтан тәжірибе мұны растайды сұйықтықтағы денеге әсер ететін күш денені сұйықтықтан итеріп шығарады. Газдар үшін, біз білетіндей, Паскаль заңы да қолданылады. Сондықтан газдағы денелер оларды газдан итеретін күшке ұшырайды. Осы күштің әсерінен шарлар көтеріледі. Денені газдан итеретін күштің болуын тәжірибе жүзінде де байқауға болады. Біз шыны шарды немесе тығынмен жабылған үлкен колбаны қысқартылған таразы табаға ілеміз. Таразы теңдестірілген. Содан кейін колбаның (немесе шардың) астына бүкіл колбаны қоршап алатындай кең ыдыс қойылады. Ыдыс көміртегі диоксидімен толтырылған, оның тығыздығы ауаның тығыздығынан үлкен (сондықтан көмірқышқыл газы төмен түсіп, ыдысты толтырады, одан ауаны ығыстырып шығарады). Бұл жағдайда таразылардың тепе-теңдігі бұзылады. Аспалы колбасы бар кесе көтеріледі (сурет). Көмірқышқыл газына батырылған колба ауада әрекет ететін күшке қарағанда үлкен қалтқы күшке ие болады. Денені сұйықтықтан немесе газдан итеріп шығаратын күш осы денеге әсер ететін ауырлық күшіне қарама-қарсы бағытталған.. Сондықтан, пролкосмос). Бұл суда кейде ауада әрең ұстай алатын денелерді оңай көтеретінімізді түсіндіреді. Серіппеге шағын шелек пен цилиндрлік корпус ілінген (сурет, а). Штативтегі көрсеткі серіппенің ұзартылуын белгілейді. Ол дененің ауадағы салмағын көрсетеді. Корпусты көтергеннен кейін оның астына су төгетін түтік деңгейіне дейін сұйықтық толтырылған су төгетін ыдыс қойылады. Осыдан кейін дене толығымен сұйықтыққа батырылады (сурет, б). Бола тұра көлемі дененің көлеміне тең болатын сұйықтықтың бір бөлігі төгіледіқұйылатын ыдыстан стақанға. Серіппе жиырылады және серіппенің көрсеткіші сұйықтықтағы дене салмағының азайғанын көрсету үшін көтеріледі. Бұл жағдайда денеге ауырлық күшінен басқа тағы бір күш әсер етіп, оны сұйықтықтан итеріп шығарады. Егер стақандағы сұйықтық үстіңгі шелекке құйылса (яғни, дене ығыстырған), онда серіппелі көрсеткіш бастапқы күйіне оралады (сурет, в).
Осы тәжірибеге сүйене отырып, мынадай қорытынды жасауға болады сұйықтыққа толығымен батырылған денені итеретін күш осы дене көлеміндегі сұйықтықтың салмағына тең . Біз § 48-де осындай қорытындыға келдік. Егер қандай да бір газға батырылған денемен ұқсас тәжірибе жасалса, бұл мұны көрсетеді денені газдан итеретін күш те дене көлемінде қабылданған газдың салмағына тең . Денені сұйықтықтан немесе газдан итеретін күш деп аталады Архимед күші, ғалымның құрметіне Архимед оның бар екендігін алғаш көрсеткен және оның маңыздылығын есептеген кім. Сонымен, тәжірибе архимедтік (немесе қалқымалы) күштің дене көлеміндегі сұйықтықтың салмағына тең екенін растады, яғни. Ф A = П f = г мжәне. Дене ығыстырған сұйықтың массасын m f , оның тығыздығы ρ w және сұйықтыққа батырылған дененің көлемі V t арқылы көрсетуге болады (өйткені V l – дене ығыстырған сұйықтың көлемі тең V t – сұйықтыққа батырылған дененің көлемі), яғни m W = ρ W V t. Сонда аламыз: Ф A= g ρжәне · Вт Демек, Архимед күші дене батырылған сұйықтықтың тығыздығына және осы дененің көлеміне байланысты. Бірақ бұл, мысалы, сұйықтыққа батырылған дене затының тығыздығына байланысты емес, өйткені бұл мөлшер нәтиже формуласына кірмейді. Енді сұйықтыққа (немесе газға) батырылған дененің салмағын анықтайық. Бұл жағдайда денеге әсер ететін екі күш қарама-қарсы бағытта бағытталғандықтан (ауырлық күші төмен, ал архимед күші жоғары), онда дененің P 1 сұйықтықтағы салмағы вакуумдағы дене салмағынан аз болады. P = гмАрхимед күшіне Ф A = г м w (қайда м w – дене ығыстырған сұйықтың немесе газдың массасы). Осылайша, егер дене сұйықтыққа немесе газға батырылған болса, онда ол ығыстырылған сұйықтықтың немесе газдың салмағындай салмағын жоғалтады. Мысал. Теңіз суындағы көлемі 1,6 м 3 тасқа әсер ететін қалқымалы күшті анықтаңыз. Есептің шартын жазып, оны шешейік. Қалқымалы дене сұйықтықтың бетіне жеткенде, оның әрі қарай жоғары қозғалысымен архимед күші азаяды. Неліктен? Бірақ дененің сұйықтыққа батырылған бөлігінің көлемі азаяды және архимед күші сұйықтықтың оған батырылған бөлігінің көлеміндегі сұйықтықтың салмағына тең болғандықтан. Архимед күші ауырлық күшіне тең болғанда, дене тоқтап, ішінара суға батырылған сұйықтықтың бетінде қалқып қалады. Алынған қорытындыны тәжірибе жүзінде тексеру оңай. Су төгетін ыдысқа су төгетін құбырдың деңгейіне дейін құйыңыз. Осыдан кейін қалқымалы денені алдын ала ауада өлшеп алып, ыдысқа батырайық. Суға түскеннен кейін дене оған батырылған дене бөлігінің көлеміне тең су көлемін ығыстырады. Бұл суды өлшеп, оның салмағы (архимед күші) қалқымалы денеге әсер ететін ауырлық күшіне немесе осы дененің ауадағы салмағына тең екенін анықтаймыз. Әртүрлі сұйықтықтарда - суда, спиртте, тұз ерітіндісінде жүзетін кез келген басқа денелермен бірдей тәжірибелерді жасай отырып, сіз көз жеткізуге болады егер дене сұйықтықта қалқып жүрсе, онда ол ығыстыратын сұйықтықтың салмағы осы дененің ауадағы салмағына тең болады. Мұны дәлелдеу оңай егер қатты дененің тығыздығы сұйықтың тығыздығынан үлкен болса, онда дене мұндай сұйықтыққа батады. Тығыздығы төмен дене осы сұйықтықта жүзеді. Мысалы, темірдің бір бөлігі суға батады, бірақ сынапта жүзеді. Ал тығыздығы сұйықтың тығыздығына тең дене сұйықтың ішінде тепе-теңдікте қалады. Мұз судың бетінде қалқып жүреді, өйткені оның тығыздығы судан аз. Дененің тығыздығы сұйықтықтың тығыздығымен салыстырғанда неғұрлым төмен болса, дененің аз бөлігі сұйықтыққа батырылады. . Дене мен сұйықтықтың тығыздығы бірдей болған кезде дене сұйықтықтың ішінде кез келген тереңдікте қалқып жүреді. Бір-бірімен араласпайтын екі сұйықтық, мысалы, су және керосин, олардың тығыздығына сәйкес ыдыста орналасқан: ыдыстың төменгі бөлігінде - тығызырақ су (ρ = 1000 кг / м 3), жоғарғы жағында - жеңілірек керосин (ρ = 800) кг / м 3) . Су ортасын мекендейтін тірі организмдердің орташа тығыздығы судың тығыздығынан аз ерекшеленеді, сондықтан олардың салмағы толығымен дерлік архимед күшімен теңестіріледі. Осының арқасында су жануарларына құрлықтағылар сияқты күшті және массивті қаңқалар қажет емес. Сол себепті су өсімдіктерінің діңдері серпімді болады. Балықтың жүзу көпіршігі өз көлемін оңай өзгертеді. Балық бұлшық еттерінің көмегімен үлкен тереңдікке түсіп, оған су қысымы күшейгенде, көпіршік жиырылады, балық денесінің көлемі азаяды және ол жоғары қарай итермей, тереңдікте жүзеді. Осылайша, балық белгілі бір шектерде суға түсу тереңдігін реттей алады. Киттер өкпенің сыйымдылығын қысқарту және кеңейту арқылы суға түсу тереңдігін реттейді. Желкенді кемелер.Өзендер, көлдер, теңіздер мен мұхиттарда жүзетін кемелер әртүрлі тығыздықтағы әртүрлі материалдардан жасалған. Кемелердің корпусы әдетте болат қаңылтырлардан жасалады. Кемелерге күш беретін барлық ішкі бекіткіштер де металдан жасалған. Кемелерді жасау үшін әртүрлі материалдар пайдаланылады, олар сумен салыстырғанда жоғары және төмен тығыздыққа ие. Кемелер қалай жүзеді, бортына алады және үлкен жүктерді қалай тасымалдайды? Қалқымалы денеге жасалған тәжірибе (§ 50) дененің су астындағы бөлігімен суды ығыстыратыны сонша, бұл су салмағы бойынша дененің ауадағы салмағына тең екенін көрсетті. Бұл кез келген кемеге де қатысты. Кеменің су асты бөлігімен ығыстырылған судың салмағы ауадағы жүктері бар кеменің салмағына немесе жүктері бар кемеге әсер ететін ауырлық күшіне тең.. Кеменің суға батқан тереңдігі деп аталады жоба . Ең терең рұқсат етілген тартпа кеменің корпусында деп аталатын қызыл сызықпен белгіленеді су сызығы (голланд тілінен. су- су). Жүктері бар кемеге әсер ететін ауырлық күшіне тең су сызығына батқан кезде кеме ығыстырған судың салмағы кеменің ығысуы деп аталады.. Қазіргі уақытта мұнайды тасымалдау үшін су ығыстыруы 5 000 000 кН (5 10 6 кН) және одан да көп, яғни жүкпен бірге массасы 500 000 тонна (5 10 5 т) және одан да көп кемелер жасалуда. Егер орын ауыстырудан кеменің салмағын шегерсек, онда бұл кеменің жүк көтергіштігін аламыз. Тасымалдау қабілеті кемемен тасымалданатын жүктің салмағын көрсетеді. Кеме жасау Ежелгі Египетте, Финикияда (финикиялықтар ең жақсы кеме жасаушылардың бірі болған деп есептеледі), Ежелгі Қытайда болған. Ресейде кеме жасау 17-18 ғасырлар тоғысында пайда болды. Негізінен әскери кемелер жасалды, бірақ дәл Ресейде бірінші мұзжарғыш, іштен жанатын қозғалтқышы бар кемелер және ядролық мұзжарғыш «Арктика» жасалды. Аэронавтика.
1783 жылы ағайынды Монгольфьелердің шарын сипаттайтын сурет: «Алғашқы шар шарының көрінісі және нақты өлшемдері». 1786 Ежелгі заманнан бері адамдар бұлттардың үстінде ұшуды, теңізде жүзгендей ауа мұхитында жүзуді армандаған. Аэронавтика үшін Алдымен қыздырылған ауамен немесе сутегімен немесе гелиймен толтырылған шарлар қолданылды. Шардың ауаға көтерілуі үшін архимед күші (қалқымалылық) болуы керек. ФА, допқа әсер ету, ауырлықтан артық болды Фауыр, яғни. Ф A > Фауыр Доп көтерілген сайын оған әсер ететін архимед күші азаяды ( Ф A = gρV), өйткені атмосфераның жоғарғы қабатының тығыздығы Жер бетіндегіден аз. Жоғары көтерілу үшін доптан арнайы балласт (салмақ) түсіріледі және бұл допты жеңілдетеді. Ақырында доп ең жоғары көтеру биіктігіне жетеді. Шарды түсіру үшін газдың бір бөлігі арнайы клапан арқылы оның қабығынан босатылады. Көлденең бағытта шар желдің әсерінен ғана қозғалады, сондықтан оны атайды әуе шары (грек тілінен ауа- ауа, стато- тұру). Жақында үлкен шарлар атмосфераның жоғарғы қабаттарын, стратосфераны зерттеу үшін пайдаланылды - стратостаттар . Әуе арқылы жолаушылар мен жүктерді тасымалдауға арналған үлкен ұшақтарды жасауды үйренбес бұрын, басқарылатын шарлар пайдаланылды - дирижабльдер. Олардың ұзартылған пішіні бар, қозғалтқышы бар гондола винтті басқаратын корпустың астында ілулі. Шар өздігінен көтеріліп қана қоймайды, сонымен қатар кейбір жүктерді: кабинаны, адамдарды, аспаптарды көтере алады. Сондықтан шардың қандай жүкті көтере алатынын білу үшін оны анықтау керек. көтеру күші. Мысалы, көлемі 40 м 3 гелий толтырылған шар ауаға ұшырылсын. Шардың қабығын толтыратын гелийдің массасы мынаған тең болады: Бұл бұл шардың салмағы 520 Н - 71 Н = 449 Н болатын жүкті көтере алатынын білдіреді. Бұл оның көтеру күші. Бірдей көлемдегі, бірақ сутегімен толтырылған шар 479 Н жүкті көтере алады. Бұл оның көтеру күші гелиймен толтырылған шардың күшінен үлкен екенін білдіреді. Дегенмен, гелий жиі пайдаланылады, өйткені ол жанбайды және сондықтан қауіпсіз. Сутегі – жанғыш газ. Ыстық ауа толтырылған шарды көтеру және түсіру әлдеқайда оңай. Ол үшін доптың төменгі бөлігінде орналасқан тесіктің астында қыздырғыш орналасқан. Газ оттығының көмегімен сіз шардың ішіндегі ауа температурасын басқара аласыз, бұл оның тығыздығы мен қалтқылығын білдіреді. Доп жоғары көтерілуі үшін қыздырғыштың жалынын арттыра отырып, ондағы ауаны қатты қыздыру жеткілікті. Оттықтың жалыны азайған кезде шардағы ауаның температурасы төмендеп, шар төмен түседі. Доп пен кабинаның салмағы қалқымалы күшке тең болатын доптың температурасын таңдауға болады. Содан кейін доп ауада ілінеді және одан бақылау жасау оңай болады. Ғылым дамыған сайын аэронавигациялық технологияда да елеулі өзгерістер болды. Шарларға төзімді, аязға төзімді және жеңіл болатын жаңа снарядтарды қолдану мүмкін болды. Радиотехника, электроника, автоматика саласындағы жетістіктер ұшқышсыз әуе шарларын жобалауға мүмкіндік берді. Бұл шарлар ауа ағындарын зерттеуге, атмосфераның төменгі қабаттарында географиялық және биомедициналық зерттеулерге арналған.
слайд 2 Бұрын үйренгенді қайталау
слайд 3
слайд 4 Ауаның салмағы бар ма?Ауаның салмағы қанша? слайд 5
Слайд 7 t 0°C теңіз деңгейіндегі орташа қысым 760 мм рт.ст. - қалыпты атмосфералық қысым. Слайд 8 XVII ғасырда Роберт Гук барометрді жақсартуды ұсындыСынап барометрін пайдалану ыңғайсыз және қауіпті, сондықтан анероидты барометр ойлап табылды. Слайд 9 Неліктен түтіктегі сынап деңгейі биіктікке қарай өзгереді?Слайд 10 слайд 11 слайд 12 100 м биіктікте қысым 10 мм сын.бағ. төмендейді.
Слайд 14 Картадағы атмосфералық қысымы бірдей нүктелер сызықтарды – изобарларды қосады слайд 15 Циклондар және антициклондар
слайд 16 Бұл құйындар ғарыштан осылай көрінедіСлайд 17 Атмосфералық қысым (жазбалар)
Слайд 18 Перу үндістері 4000 м биіктікте тұрадыСлайд 19 Біз проблемаларды шешеміз
Слайд 20
слайд 21
слайд 22
Барлық слайдтарды көру Физика, 7 сынып. Сабақты қорытындылау Сабақтың тақырыбыАтмосфералық қысым.Сабақтың түріЖаңа материалды меңгерту Сынып 7 ТақырыпФизика WMC«Физика» Атмосфералық қысымның анықтамасын ашу, атмосфералық қысымның пайда болу себептерін зерттеу; атмосфералық құбылыстар Жоспарланған нәтижелер Жеке:өзінің оқу іс-әрекетін басқару дағдыларын қалыптастыру, физикалық құбылыстарды талдауға физика пәніне қызығушылықты қалыптастыру, теория мен тәжірибенің байланысын ашу арқылы ынтасын қалыптастыру, логикалық ойлауын дамыту. Тақырыбы:атмосфералық қысым туралы түсініктерін қалыптастыру, атмосфералық қысымның тірі организмдерге әсерін түсіндіру, атмосфералық қысым туралы білімдерін күнделікті өмірде пайдалана білу дағдыларын қалыптастыру. Метатақырып:іс-әрекеттің мақсаты мен міндеттерін анықтау, құбылыстарды бақылау және түсіндіру кезінде фактілерді талдау, бақылау, эксперимент жүргізу, жалпылау және қорытынды жасау қабілетін қалыптастыру. Пәнаралық коммуникацияларГеография, биология, әдебиет. Танымдық іс-әрекетті ұйымдастыру формаларыФронтальды, топтық, жеке Оқыту әдістеріРепродуктивті, проблемалық, эвристикалық. Дидактикалық құралдарФизика. 7-сынып: оқулық А.В. Перышкина, сабаққа арналған презентация, жеке, жұптық және топтық жұмыстарға арналған тапсырмалары бар карточкалар, «Төбешік, 7 сынып». ЖабдықОқулық, компьютер, проектор, топқа – бір стақан су, тамшуырлар, парақтар. Сабақтар кезінде I. Ұйымдастыру кезеңі.Мұғалім: Сәлеметсіз бе! Отыр! Мен барлық қатысушыларды қарсы алғаныма қуаныштымын! Сабақ керемет өтеді, барлығының көңіл-күйі тамаша болады деп ойлаймын. II. Білімді жаңарту Мұғалім: Өткен сабақта не білгеніміз есіңізде ме? Оқушылар: Байланыстағы ыдыстар. Мұғалім: Қандай ыдыстар байланыс деп аталады? Оқушылар: Резеңке түтікпен жалғанған екі сауыт қатынасушы деп аталады. Мұғалім: Кейбіреулеріңіз субұрқақтар мен байланыс ыдыстарының макетін жасадыңыз. (оқушылар өз жұмыстарын көрсетеді). Мұғалім: Сіздердің үстелдеріңізде әртүрлі қиындық деңгейіндегі тапсырмалар жазылған карточкалар бар: төмен, орташа, жоғары. (1-қосымша) Тапсырманың қиындық деңгейін таңдап, оны орындаңыз. Аяқтағаннан кейін дәптерлерді ауыстырып, экрандағы тапсырманың дұрыстығын тексеріңіз. Бағалар беріңіз. (Бірнеше жұмысты таңдап жинаңыз) III. мақсат қою Мұғалім: Балалар, мұқият тыңдаңдар, қазір мен сендерге жұмбақтарды беремін, ал сендер соларды тауып көріңдер. Жаса, балалар көрпе, Бүкіл Жерді қамту үшін? Барлығына жеткілікті болу үшін Оның үстіне, ол көрінбеді? Бүктемеңіз де, ашпаңыз да Сезіну немесе көру? Жаңбыр мен жарық өтсін Бар, бірақ жоқ па? Бұл не? Оқушылар:Атмосфера Мұғалім: Екі жігітке тең күш Тақталар құлады және нәтиже мынада: Шегенің ұшы шляпаға түсіп кетті, Шляпа кішкене ойық қалдырды, Достар бірге қол бұлғады, Тақталар екіге бөлініп кетті. Біз қандай физикалық шама туралы айтып отырмыз? Оқушылар: Қысым. Мұғалім. Дұрыс. Бүгінгі сабақтың тақырыбы қандай болмақ? Оқушылар: Атмосфералық қысым. Мұғалім: Сабақтың мақсаты қандай? Оқушылар: Атмосфералық қысымның не екенін біледі. Мұғалім: Сабақ барысында сіз бен біз жауап беруіміз керек бірнеше сұрақтарды анықтауға тырысыңыз. Оқушылар: Атмосфералық қысым дегеніміз не, ол не үшін бар, атмосфералық қысым қай жерде жұмыс істейді т.б. Мұғалім: Сіздің айтқандарыңыздың көпшілігі бүгінгі сабағымызға қатысты, біз осы сұрақтарға жауап табуға тырысамыз. 1. Коммуникациялық ыдыстарға су құйылады. U-тәрізді түтіктің сол жағына біраз су қосылса, не болады және неге; үш аяқты түтіктің ортаңғы сауытына су қосады? Стаканға су құйыңыз, оны қағаз парағымен жабыңыз және парақты қолыңызбен ұстап, стақанды төңкеріңіз. Қолыңызды қағаздан алыңыз. Су шыныдан төгілмейді. Неліктен түсіндіріңіз? (133-сурет, 132-бетті қараңыз) 3-қосымша «Біз қалай ішеміз» картасыАуыз арқылы сұйықтықты ингаляциялау кеуде қуысының кеңеюіне және өкпеде де, ауызда да ауаның азаюына әкеледі. Сыртқы атмосфералық қысым ішкі қысымнан жоғары болады. Оның әсерінен сұйықтық ауызға түседі. «Шыбындар неге төбеде жүреді» картасы Шыбындар терезенің тегіс әйнегіне тігінен көтеріліп, төбеде еркін жүреді. Олар мұны қалай жасайды? Мұның бәрі оларға шыбынның аяқтары жабдықталған кішкентай сорғыштардың арқасында қол жетімді. Бұл сорғыштар қалай жұмыс істейді? Оларда сирек кездесетін ауа кеңістігі жасалады, ал атмосфералық қысым сорғышты ол бекітілген бетке қарсы ұстайды. «Кімге балшықта жүру оңай» картасы Тұяғы берік жылқының аяғын терең лайдан алу өте қиын. Аяқтың астында, оны көтерген кезде, разрядталған кеңістік пайда болады және атмосфералық қысым аяқтың тартылуына жол бермейді. Бұл жағдайда аяқ цилиндрдегі поршень сияқты жұмыс істейді. Сыртқы, пайда болған қысыммен салыстырғанда үлкен, атмосфералық қысым аяғыңызды көтеруге мүмкіндік бермейді. Бұл кезде аяққа түсетін қысым күші 1000 Н-ға жетуі мүмкін. Күйіс қайыратын жануарлардың тұяқтары бірнеше бөліктен тұратын және аяқтарын балшықтан суырғанда қысылып, өтетін мұндай балшық арқылы өтуі әлдеқайда жеңіл. қалыптасқан ойпатқа ауа. 4-қосымша Жеке жұмысқа арналған карта Жердің айналасында ________________ есебінен ұсталатын ________________ бар. Жерге іргелес ауа қабаты сығылады және ___________ заңы бойынша оған өндірілген ___________ барлық бағыттар бойынша береді. Биіктік өскен сайын атмосфералық қысым _____________________. Мүмкіндігі шектеулі балаларға арналған жеке жұмыс картасы (ауырлық күші, қысым, атмосфера, төмендейді, Паскаль) Download Физика сабағының конспектісі, 7-сынып. Атмосфералық қысым § 42. Ауаның салмағы. Атмосфералық қысым - физика 7 сынып (Перышкин) Қысқаша сипаттамасы: Біз ауаны байқамаймыз, өйткені бәріміз ауада өмір сүреміз. Елестету қиын, бірақ жердегі барлық денелер сияқты ауаның салмағы бар. Бұл ауырлық күші оған әсер ететіндіктен солай. Ауаны шыны шарға салу арқылы тіпті таразыда өлшеуге болады. Қырық екінші абзац мұны қалай жасау керектігін сипаттайды. Біз ауаның салмағын байқамаймыз, табиғат оны осылай орналастырды.
Тақырып бойынша толығырақ
|
