на каком опыте можно показать особенность передачи давления жидкостями и газами
1. Как передают давление жидкости и газы?
Давление, производимое жидкостью или газом передается не только в направлении действия силы но и в каждую точку жидкости или газа.
2. Пользуясь рисунком 99, объясните, почему жидкости и газы передают давление во все стороны без изменений.
На рис. 99 изображен сосуд с газом, который сверху закрыт поршнем. При приложении некоторой силы опустим поршень. Тогда концентрация молекул под поршнем станет больше прежней. Благодаря подвижности частицы газа будут перемещаться по всем направлениям. Вследствие этого, их расположение станет равномерным, но более плотным, чем раньше. Так, если давление на газ около самого поршня увеличить на 1 Па, то это давление во всех точках внутри газа увеличится на 1 Па.
3. На каком опыте можно показать особенность передачи давления жидкостями и газами?
На рис. 100 а, изображен полый шар, с прикрепленной к нему трубки с водой. В шаре сделаны узкие отверстия. Если с помощью поршня начать давить на волу, находящуюся в трубке, то мы увидим, что часть воды выталкивается из шара в виде одинаковых струек, которые вытекают из отверстий. Проделав то же самое с дымом (рис. 100 б), мы увидим одинаковые струйки дыма, выходящие из отверстий. Это подтверждает, что газы и жидкости передают производимое на них давление во все стороны без изменения.
4. При изготовлении бутылок через трубку вдувают воздух, и расплавленное стекло принимает нужную форму (см. рис. 29). Какое физическое явление здесь используют?
В данном случае используется закон Паскаля, который гласит: давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях.
§ 38. Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля
В отличие от твёрдых тел отдельные слои и молекулы жидкости или газа могут свободно перемещаться относительно друг друга по всем направлениям. Достаточно, например, слегка подуть на поверхность воды в стакане, чтобы вызвать движение воды. На реке или озере при малейшем дуновении ветра появляется рябь.
Подвижностью частиц газа и жидкости объясняется, что давление, производимое на них, передаётся не только в направлении действия силы, а в каждую точку жидкости или газа. Рассмотрим это явление подробнее.
На рисунке 99, а изображён сосуд, в котором содержится газ (или жидкость). Частицы газа равномерно распределены по всему сосуду. Сосуд закрыт поршнем, который может перемещаться вверх и вниз.
Это утверждение называют законом Паскаля.
На основе закона Паскаля легко объяснить следующие опыты.
На рисунке 100, а изображён полый шар, имеющий в различных местах узкие отверстия. К шару присоединена трубка, в которую вставлен поршень. Если набрать воды в шар и вдвинуть в трубку поршень, то вода польётся из всех отверстий шара. В этом опыте поршень давит на поверхность воды в трубке. Частицы воды, находящиеся под поршнем, уплотняясь, передают его давление другим слоям, лежащим глубже. Таким образом, давление поршня передаётся в каждую точку жидкости, заполняющей шар. В результате часть воды выталкивается из шара в виде одинаковых струек, вытекающих из всех отверстий.
Если шар заполнить дымом, то при вдвигании поршня в трубку из всех отверстий шара начнут выходить одинаковые струйки дыма (рис. 100, б). Это подтверждает, что и газы передают производимое на них давление во все стороны без изменений.
Вопросы
1. Как передают давление жидкости и газы?
2. Пользуясь рисунком 99, объясните, почему жидкости и газы передают давление во все стороны без изменений.
3. На каком опыте можно показать особенность передачи давления жидкостями и газами?
4. При изготовлении бутылок через трубку вдувают воздух, и расплавленное стекло принимает нужную форму (см. рис. 29). Какое физическое явление здесь используют?
Упражнение 16
1. По рисунку 101 объясните передачу давления твёрдым, сыпучим телами и жидкостью. Изобразите стрелками, как передаётся давление.
2. На рисунке 102 показаны два сосуда, заполненные газом. Масса газов одинакова. В каком сосуде давление газа на дно и стенки сосуда больше? Ответ обоснуйте.
3. Автомашину заполнили грузом. Изменилось ли давление в камерах колёс автомашины? Одинаково ли оно в верхней и нижней частях камеры?
4. Объясните явление, показанное на рисунке 103. Как изменится наблюдаемое явление, если увеличить сжатие?
Задание
Из пластмассовой бутылочки с завинчивающейся пробкой изготовьте прибор для демонстрации закона Паскаля (придумайте сами, как это сделать, опробуйте прибор).