فصل 6

عناصر مکانیک سیالات

فشار در مایع و گاز

مولکول‌های گاز که حرکتی تصادفی و پر هرج و مرج انجام می‌دهند، توسط نیروهای برهمکنش به هم متصل نمی‌شوند یا خیلی ضعیف به هم متصل می‌شوند، بنابراین آزادانه حرکت می‌کنند و در نتیجه برخورد، تمایل به پراکندگی در همه جهات دارند و کل حجم ارائه شده به آنها را پر می‌کنند. حجم گاز با حجم ظرفی که گاز اشغال می کند تعیین می شود.

مانند گاز، مایع شکل ظرفی را می گیرد که در آن قرار دارد. اما در مایعات، بر خلاف گازها، میانگین فاصله بین مولکول ها تقریبا ثابت می ماند، بنابراین مایع دارای حجم تقریباً ثابتی است.

اگرچه خواص مایعات و گازها از بسیاری جهات متفاوت است، اما در تعدادی از پدیده های مکانیکی رفتار آنها با پارامترهای یکسان و معادلات یکسان تعیین می شود. به همین دلیل است هیدروآرومکانیک- شاخه ای از مکانیک که به بررسی تعادل و حرکت مایعات و گازها، برهمکنش آنها با یکدیگر و اجسام جامد جاری در اطراف آنها می پردازد. رویکرد واحد بهمطالعه مایعات و گازها

در مکانیک، با درجه دقت بالا، مایعات و گازها به عنوان جامد،به طور مداوم در بخشی از فضایی که اشغال می کنند توزیع می شوند. چگالی مایع بستگی کمی به فشار دارد. چگالی گازها به میزان قابل توجهی به فشار بستگی دارد. به تجربه مشخص شده است که تراکم پذیری مایع و گاز در بسیاری از مسائل را می توان نادیده گرفت و از یک مفهوم واحد استفاده کرد. مایع تراکم ناپذیر- مایعی که چگالی آن در همه جا یکسان است و با گذشت زمان تغییر نمی کند.

اگر یک صفحه نازک در یک مایع در حالت استراحت قرار داده شود، قسمت هایی از مایع در امتداد قرار می گیرند طرف های مختلفاز آن، بر روی هر عنصر از سطح آن با نیرو عمل خواهد کرد , که صرف نظر از جهت گیری صفحه، از نظر قدر مساوی و عمود بر سکو خواهد بود، زیرا وجود نیروهای مماسی باعث حرکت ذرات سیال می شود (شکل 44).

کمیت فیزیکی تعیین شده توسط نیروی نرمال وارد بر بخشی از مایع در واحد سطح نامیده می شود فشار rمایعات:

واحد فشار - پاسکال(Pa): 1 Pa برابر فشار ایجاد شده توسط نیروی 1 نیوتن است که به طور یکنواخت روی سطحی نرمال با آن با مساحت 1 متر مربع (1 Pa = 1 N/m 2) توزیع می شود.

فشار در حالت تعادل مایعات (گازها) اطاعت می کند قانون پاسکال(دانشمند فرانسوی (1623-1662)): فشار در هر مکانی از مایع در حال سکون در همه جهات یکسان است و فشار به طور مساوی در کل حجم اشغال شده توسط مایع در حالت استراحت منتقل می شود.

بیایید در نظر بگیریم که وزن یک مایع چگونه بر توزیع فشار داخل یک مایع تراکم ناپذیر در حال استراحت تأثیر می گذارد. هنگامی که یک سیال در حالت تعادل است، فشار افقی همیشه یکسان است، در غیر این صورت تعادل وجود نخواهد داشت. بنابراین، سطح آزاد یک مایع در حالت استراحت همیشه افقی و دور از دیواره رگ است. اگر سیال تراکم ناپذیر باشد، چگالی آن به فشار بستگی ندارد. سپس در مقطع اس، ارتفاع ساعتو چگالی ستون مایع، وزن آن، و فشاربه پایه پایین

فشار در مایع و گاز.

گاز به دیواره های ظرفی که در آن محصور است فشار می آورد. اگر کمی بادکنک باد شدهآن را زیر یک زنگ شیشه ای قرار دهید و هوا را از زیر آن خارج کنید، توپ باد می کند. چه اتفاقی افتاد؟ در خارج تقریباً هیچ فشار هوا وجود ندارد، فشار هوا در توپ باعث کشیده شدن آن شده است. نتیجه گیری : گاز فشار وارد می کند

اجازه دهید وجود فشار داخل مایع را ثابت کنیم.

آب را در لوله آزمایشی که کف آن با لایه لاستیکی پوشانده شده است، بریزید. فیلم خم می شود. چرا؟ زیر وزن ستون مایع خم می شود. بنابراین این آزمایش وجود فشار داخل مایع را تایید می کند. خم شدن فیلم متوقف می شود. چرا؟ زیرا نیروی ارتجاعی لایه لاستیکی با نیروی گرانش وارد بر آب متعادل می شود. اگر ستون مایع را افزایش دهیم چه اتفاقی می افتد؟ هرچه ستون مایع بالاتر باشد، فیلم بیشتر خم می شود.

نتیجه گیری : فشار داخل مایع وجود دارد.

فشار گاز بر اساس تئوری حرکت مولکولی چگونه توضیح داده می شود؟

فشار گاز و مایع روی دیواره رگ ها در اثر برخورد مولکول های گاز یا مایع ایجاد می شود.

فشار در مایع و گاز به چه چیزی بستگی دارد؟

فشار بستگی دارد بسته به نوع مایع یا گاز؛ روی دمای آنها . هنگامی که حرارت داده می شود، مولکول ها سریعتر حرکت می کنند و با شدت بیشتری به دیواره ظرف برخورد می کنند.

فشار داخل آنها به چه چیز دیگری بستگی دارد؟

چرا کاوشگران اعماق اقیانوس ها و دریاها نمی توانند بدون وسایل خاص به اعماق زمین فرو روند: حمام، حمام کره؟

یک لیوان آب به نمایش گذاشته شده است. نیروی گرانش بر روی مایع تأثیر می گذارد. هر لایه با وزنی که دارد به لایه های دیگر فشار وارد می کند.

برای پاسخ به این سوال: فشار در مایع یا گاز به چه چیز دیگری بستگی دارد، اجازه دهید تعیین کنیم به صورت تجربی.

(U دانش آموزان به 4 گروه تقسیم می شوند که به صورت تجربی پاسخ های زیر را به سوالات بررسی می کنند:

1. آیا فشار سیال از پایین به بالا و از بالا به پایین در یک سطح یکسان است؟

2. آیا فشار وجود دارد دیوار جانبیکشتی؟

3. آیا فشار یک مایع به چگالی آن بستگی دارد؟

4. آیا فشار مایع به ارتفاع ستون مایع بستگی دارد؟

تکلیف گروه 1

آیا فشار سیال از پایین به بالا و از بالا به پایین در یک سطح یکسان است؟

آب رنگی را داخل لوله آزمایش بریزید. چرا فیلم خم شد؟

لوله آزمایش را در ظرف حاوی آب قرار دهید.

بر رفتار لایه لاستیکی نظارت کنید.

چه زمانی فیلم صاف شد؟

نتیجه گیری کنید: آیا فشار داخل مایع وجود دارد، آیا فشار مایع از بالا به پایین و از پایین به بالا در یک سطح است؟ آن را یادداشت کنید.

تکلیف گروه 2

آیا به دیواره جانبی رگ فشار وارد می شود و در همان سطح یکسان است؟

بطری را با آب پر کنید.

سوراخ ها را همزمان باز کنید.

مراقب باشید که چگونه آب از سوراخ ها خارج می شود.

نتیجه گیری کنید: آیا فشار روی دیوار جانبی وجود دارد، آیا در همان سطح یکسان است؟

وظیفه گروه 3

آیا فشار سیال به ارتفاع ستون (عمق) بستگی دارد؟

بطری را با آب پر کنید.

تمام سوراخ های بطری را همزمان باز کنید.

مراقب چکه هایی از آب باشید که به بیرون می ریزند.

چرا آب نشت می کند؟

نتیجه گیری کنید: آیا فشار در یک مایع به عمق بستگی دارد؟

تکلیف گروه 4

آیا فشار به چگالی مایع بستگی دارد؟

در یک لوله آزمایش آب و در لوله دیگر روغن آفتابگردان به مقدار مساوی بریزید.

آیا فیلم ها به یک اندازه افت می کنند؟

نتیجه گیری کنید: چرا فیلم ها خم می شوند. آیا فشار یک مایع به چگالی آن بستگی دارد؟

آب و روغن را داخل لیوان ها بریزید.

تراکم آب تمیز– 1000 کیلوگرم بر متر مکعب. روغن آفتابگردان - 930 کیلوگرم بر متر مکعب.

نتیجه گیری

1 . فشار داخل مایع وجود دارد.
2 . در همان سطح، در همه جهات یکسان است.
3 . هر چه چگالی یک مایع بیشتر باشد، فشار آن بیشتر می شود.

4 . با عمق، فشار افزایش می یابد.

5 . فشار با دما افزایش می یابد.

اجازه دهید نتیجه گیری شما را با چندین آزمایش دیگر تایید کنیم.

تجربه 1.

تجربه 2.اگر سیال در حالت سکون و در حالت تعادل باشد، آیا فشار در تمام نقاط سیال یکسان خواهد بود؟ در داخل یک مایع، فشار نباید در سطوح مختلف یکسان باشد. در بالا کوچکترین، در وسط میانگین، در پایین بزرگترین است.

فشار یک مایع فقط به چگالی و ارتفاع ستون مایع بستگی دارد.

فشار در مایع با فرمول محاسبه می شود:

ص = gρh ,

کجاg= 9.8 نیوتن بر کیلوگرم (m/s 2)- شتاب سقوط آزاد; ρ- چگالی مایع؛h- ارتفاع ستون مایع (عمق غوطه وری).

بنابراین، برای یافتن فشار، لازم است چگالی مایع را در بزرگی شتاب گرانش و ارتفاع ستون مایع ضرب کنیم.

در گازها چگالی چند برابر چگالی مایعات است. بنابراین وزن گازهای داخل ظرف کم بوده و فشار وزنی آن قابل چشم پوشی است. اما اگر ما در مورددر مورد جرم ها و حجم های بزرگ گازها، به عنوان مثال، در جو، سپس وابستگی فشار به ارتفاع قابل توجه می شود.

قانون پاسکال

با اعمال مقداری نیرو، پیستون را مجبور می کنیم تا کمی وارد ظرف شود و گاز واقع در زیر آن را فشرده کنیم. تکلیف ذرات گاز چه خواهد شد؟

ذرات در زیر پیستون متراکم تر از قبل می نشینند .
فکر می کنید در ادامه چه اتفاقی می افتد؟به دلیل تحرک، ذرات گاز در همه جهات حرکت خواهند کرد. در نتیجه، آرایش آنها دوباره یکنواخت، اما متراکم تر از قبل خواهد شد. بنابراین فشار گاز در همه جا افزایش می یابد و تعداد ضربه ها بر روی دیواره کشتی افزایش می یابد. هنگام گسترش، کاهش می یابد.

فشار اضافی به تمام ذرات گاز منتقل شد. اگر فشار گاز در نزدیکی خود پیستون 1 Pa افزایش یابد، در تمام نقاط داخل گاز به همان میزان افزایش می یابد.

آزمایش کنید: یک گوی توخالی با سوراخ های باریک را با پیستون به لوله وصل می کنیم. بیایید توپ را با آب پر کنیم و پیستون را به داخل لوله فشار دهیم. چه چیزی را مشاهده می کنید؟ درآب از تمام سوراخ ها به طور یکنواخت خارج می شود.

اگر گاز یا مایعی را فشار دهید، افزایش فشار در هر نقطه از مایع یا گاز "احساس" خواهد شد، یعنی. فشاری که بر روی گاز وارد می شود به طور یکسان در همه جهات به هر نقطه منتقل می شود.

قانون پاسکال: مایعات و گازها فشار وارده بر آنها را در همه جهات به طور یکسان منتقل می کنند.

این قانون در قرن هفدهم توسط فیزیکدان و ریاضیدان فرانسوی بلز پاسکال (1623-1662) کشف شد که این مجموعه را کشف و بررسی کرد. خواص مهممایعات و گازها آزمایش‌ها وجود فشار اتمسفر را که توسط دانشمند ایتالیایی Torricelli کشف شد تأیید کرد.

عمل قانون پاسکال در زندگی:

= به شکل کروی حباب های صابون(فشار هوا در داخل حباب بدون تغییر در همه جهات منتقل می شود).

دوش، قوطی آبیاری؛

وقتی یک بازیکن فوتبال به توپ ضربه می زند.

در لاستیک ماشین(هنگام باد شدن، افزایش فشار در سراسر تایر قابل توجه است).

در بالون هوای گرم…

بنابراین، ما به انتقال فشار توسط مایعات و گازها نگاه کرده ایم. فشاری که بر یک مایع یا گاز وارد می شود به هر نقطه به طور یکسان در همه جهات منتقل می شود.

چرا گازهای فشرده در سیلندرهای مخصوص قرار دارند؟

گازهای فشردهفشار زیادی بر دیواره های کشتی وارد می کند، بنابراین آنها باید در سیلندرهای فولادی بادوام محصور شوند.

بنابراین، برخلاف جامدات، لایه‌های جداگانه و ذرات کوچک مایع و گاز می‌توانند آزادانه نسبت به یکدیگر در همه جهات حرکت کنند.

قانون پاسکال می یابد کاربرد گستردهو در فناوری:

= سیستم گرمایش: به لطف فشار، آب به طور یکنواخت گرم می شود ;

ماشین آلات و ابزار پنوماتیک،

جک چکش،

دستگاه های سندبلاست(برای تمیز کردن و نقاشی دیواری),

ترمز هوا،

جک، پرس هیدرولیک, هوای فشردهدرهای قطارهای مترو و واگن برقی را باز کنید.

همانطور که می دانید گرانش بر روی تمام اجسام روی زمین اثر می گذارد: جامد، مایع و گاز.
بیایید مایعات را در نظر بگیریم. آب را در ظرفی بریزید که به جای ته، یک غشای انعطاف پذیر دارد. ما مشاهده می کنیم که چگونه فیلم لاستیکی شروع به افتادن می کند. حدس زدن اینکه تحت تأثیر گرانش وزن ستون مایع بر کف ظرف فشار می آورد دشوار نیست. علاوه بر این، هرچه سطح مایع ریخته شده بالاتر باشد، غشای لاستیکی بیشتر کشیده می شود. پس از خم شدن کف لاستیکی، آب متوقف می شود (به تعادل می رسد)، زیرا علاوه بر نیروی گرانش، نیروی کشسانی غشای لاستیکی بر روی آب وارد می شود که نیروی فشار آب را بر روی کف متعادل می کند.
بیایید در نظر بگیریم که آیا مایع روی دیواره رگ فشار می آورد؟ یک ظرف با سوراخ در دیواره کناری بردارید. بیایید داخل آن آب بریزیم. و سریع سوراخ ها را باز کنید. تصویری بسیار شبیه به آزمایش توپ پاسکال می بینیم. اما در عین حال وجود ندارد فشار خارجیما مایع را تحت تأثیر قرار ندادیم. برای توضیح این تجربه لازم است قانون پاسکال را یادآوری کنیم.
هر لایه مایع، هر مولکول با وزن خود به لایه های پایین فشار می آورد. علاوه بر این، طبق قانون پاسکال، این فشار بر خلاف اجسام جامد که وزن آنها فقط در یک جهت عمل می کند، در همه جهات و به طور یکسان منتقل می شود. اینگونه است که لایه های پایینی مایع در ظرف تحت تأثیر قرار می گیرند. بیشترمولکول های مایع نسبت به مولکول های بالایی - فشار در قسمت پایین رگ بیشتر است. و در نتیجه فشار آب از سوراخ پایینی بسیار بیشتر است.
بیایید یک آزمایش دیگر انجام دهیم. یک فلاسک با ته افتادن در یک ظرف بزرگ با آب قرار دهید. برای این کار ابتدا قسمت پایین را با طناب محکم فشار دهید. هنگامی که کشتی در آب است، می توانید طناب را رها کنید. چه چیزی پایین را محکم به آن فشار داد ظرف استوانه ای? پایین با فشار آب به دیواره های ظرف فشار داده می شود که از پایین به بالا عمل می کند.
حالا به آرامی و با احتیاط شروع به اضافه کردن آب به ظرف خالی کنید. به محض اینکه سطح مایعات در هر دو ظرف برابر شود، ته ظرف از ظرف جدا می شود.
از آنجایی که نیروهای فشار آب در داخل و خارج سیلندر یکسان شده اند، قسمت پایین مانند هوا رفتار می کند - به محض اینکه طناب را رها کنیم، پایین به دلیل گرانش از بین می رود.
در لحظه جدا شدن، ستون مایع در ظرف از بالا به پایین فشار می آورد و فشار ستون مایع با همان ارتفاع، اما در شیشه قرار دارد، از پایین به بالا به پایین منتقل می شود.
تمام این آزمایش ها را می توان با مایعات دیگر نیز انجام داد. نتیجه یکسان خواهد بود.
به طور تجربی، ما ثابت کرده ایم که در داخل مایع فشار وجود دارد. در همان سطح، در همه جهات یکسان است. با عمق، فشار افزایش می یابد. گازها وزن هم دارند، به همین دلیل است که مایعات و گازها دارای خواص انتقال فشار مشابهی هستند. با این حال، گاز چگالی بسیار کمتری نسبت به مایع دارد. بیایید در مورد یکی دیگر از پدیده های شگفت انگیز و به ظاهر غیرممکن صحبت کنیم که "پارادوکس هیدرواستاتیک" نامیده می شود. بیایید از یک وسیله خاص برای نشان دادن این پدیده استفاده کنیم.
ما در آزمایش از سه رگ استفاده می کنیم اشکال مختلف، با مایع تا یک سطح پر شده است. سطح پایین همه رگ ها یکسان است و با یک غشای لاستیکی بسته می شود. مایع ریخته شده غشاء را کش می دهد. با خم شدن، فیلم لاستیکی روی اهرم فشار می آورد و فلش دستگاه را منحرف می کند.
سوزن ابزار در هر سه مورد به یک اندازه منحرف می شود. به این معنی که فشار ایجاد شده توسط مایع یکسان است و به وزن مایع ریخته شده بستگی ندارد. این واقعیت پارادوکس هیدرواستاتیک نامیده می شود. این با این واقعیت توضیح داده می شود که مایعات، بر خلاف جامدات، مقداری از فشار را به دیواره رگ ها نیز منتقل می کنند.

در مورد موضوع

"فشار در مایع و گاز"

دانش آموز 7 کلاس B

دبیرستان شماره 1

لژنینا پترا

قدر فشار، برابر با نسبتنیرویی که عمود بر یک سطح به سطح آن سطح وارد می شود فشار نامیده می شود. یک واحد فشار به عنوان فشار حاصل از نیروی 1 نیوتن بر روی سطحی با مساحت 1 متر مربع عمود بر این سطح در نظر گرفته می شود.

بنابراین، برای تعیین فشار، نیروی عمود بر سطح باید بر مساحت سطح تقسیم شود: مشخص است که مولکول های گاز به طور تصادفی حرکت می کنند. در حین حرکت، با یکدیگر و همچنین با دیواره های ظرف حاوی گاز برخورد می کنند. در یک گاز مولکول های زیادی وجود دارد و بنابراین تعداد تأثیرات آنها بسیار زیاد است. به عنوان مثال، تعداد ضربه های مولکول های هوا در یک اتاق بر روی سطحی با مساحت 1 سانتی متر مربع در 1 ثانیه. به صورت یک عدد بیست و سه رقمی بیان می شود. اگرچه نیروی ضربه‌ای هر مولکول کوچک است، اما تأثیر همه مولکول‌ها بر دیواره‌های ظرف قابل‌توجه است و باعث ایجاد فشار گاز می‌شود.

بنابراین، فشار گاز بر روی دیواره های ظرف (و بر روی بدنه قرار گرفته در گاز) در اثر برخورد مولکول های گاز ایجاد می شود. مشخص است که مولکول های گاز به طور تصادفی حرکت می کنند. در حین حرکت، با یکدیگر و همچنین با دیواره های ظرف حاوی گاز برخورد می کنند. در یک گاز مولکول های زیادی وجود دارد و بنابراین تعداد تأثیرات آنها بسیار زیاد است. به عنوان مثال، تعداد ضربه های مولکول های هوا در یک اتاق بر روی سطحی با مساحت 1 سانتی متر مربع در 1 ثانیه به صورت یک عدد بیست و سه رقمی بیان می شود. اگرچه نیروی ضربه‌ای هر مولکول کوچک است، اما تأثیر همه مولکول‌ها بر دیواره‌های ظرف قابل‌توجه است و باعث ایجاد فشار گاز می‌شود. بنابراین، فشار گاز بر روی دیواره های ظرف (و روی بدنه قرار داده شده در گاز) در اثر برخورد مولکول های گاز ایجاد می شود.

با کاهش حجم گاز، فشار آن افزایش می یابد و با افزایش حجم، فشار کاهش می یابد، مشروط بر اینکه جرم و دمای گاز بدون تغییر باقی بماند.

فشار وارده بر مایع یا گاز بدون تغییر به هر نقطه از حجم مایع یا گاز منتقل می شود (قانون پاسکال).

بر اساس قانون پاسکال، توضیح تجربه زیر آسان است. شکل یک توپ توخالی را نشان می دهدمکان های مختلف

اگر توپ پر از دود شود، وقتی پیستون به داخل لوله فشار داده می شود، جریان های دود از تمام سوراخ های توپ خارج می شود. این تأیید می کند (که گازها فشار وارد شده بر آنها را به طور مساوی در همه جهات منتقل می کنند).

بیایید لوله را با یک کف لاستیکی که آب در آن ریخته می شود، در یک ظرف عریض دیگر با آب پایین بیاوریم. خواهیم دید که با پایین آمدن لوله، لایه لاستیکی به تدریج صاف می شود. صاف کردن کامل فیلم نشان می دهد که نیروهای وارد بر آن از بالا و پایین با هم برابر هستند. صاف شدن کامل فیلم زمانی اتفاق می‌افتد که سطح آب در لوله و رگ با هم منطبق باشد.

بنابراین تجربه نشان می دهد که فشار داخل مایع وجود دارد و در همان سطح در همه جهات یکسان است. با عمق، فشار افزایش می یابد. گازها از این نظر با مایعات تفاوتی ندارند.

فرمول محاسبه فشار مایع در کف ظرف. از این فرمول مشخص می شود که فشار مایع در پایین ظرف تنها به چگالی و ارتفاع ستون مایع بستگی دارد.

گیج فشار دیافراگمی. نحوه اندازه گیری فشار مایع روی سطح جامد? مثلاً فشار آب ته لیوان را چگونه اندازه گیری کنیم؟ البته ته شیشه تحت تاثیر نیروهای فشار تغییر شکل می‌دهد و با دانستن بزرگی تغییر شکل می‌توانیم مقدار نیرویی که باعث آن شده است را تعیین کنیم و فشار را محاسبه کنیم. اما این تغییر شکل آنقدر کوچک است که عملاً تغییر غیرمستقیم آن غیرممکن است. از آنجایی که قضاوت در مورد فشار وارد شده توسط یک مایع بر روی آن توسط تغییر شکل یک جسم داده شده تنها زمانی که تغییر شکل ها به اندازه کافی بزرگ هستند راحت است، بنابراین برای تعیین عملی فشار مایع از آنها استفاده می شود. دستگاه های خاص- گیج های فشار، که در آنها تغییر شکل ها دارای مقدار نسبتاً بزرگ و به راحتی قابل اندازه گیری هستند.

ساده ترین فشارسنج غشایی به شرح زیر طراحی شده است. یک صفحه الاستیک نازک M - غشاء - به طور هرمتیک یک جعبه خالی را می بندد ک. یک نشانگر P به غشاء متصل می شود و حول محور O می چرخد ​​وقتی دستگاه در یک مایع غوطه ور می شود، غشاء تحت تأثیر نیروهای فشار خم می شود و انحراف آن به شکل بزرگ شده به اشاره گر در امتداد مقیاس منتقل می شود. . هر موقعیت اشاره گر مربوط به انحراف خاصی از غشا و در نتیجه نیروی فشار معینی بر غشا است. با دانستن مساحت غشا، می توانیم از نیروهای فشار به خود فشارها حرکت کنیم. اگر فشار سنج را از قبل کالیبره کنید، می توانید مستقیماً فشار را اندازه گیری کنید، یعنی تعیین کنید که یک موقعیت اشاره گر خاص در ترازو با چه فشاری مطابقت دارد. برای این کار باید گیج فشار را در معرض فشارهایی قرار دهید که اندازه آن مشخص است و با توجه به موقعیت فلش اشاره گر، اعداد مربوطه را روی مقیاس ابزار قرار دهید.

پوسته هوای اطراف زمین را جو می نامند (از کلمات یونانی: اتمس-بخار، هوا و گوی کره).

جو، همانطور که توسط رصدهای پرواز ماهواره های مصنوعی زمین نشان داده شده است، تا ارتفاع چند هزار کیلومتری گسترش می یابد. ما در پایین یک بزرگ زندگی می کنیم

اقیانوس هوا سطح زمین کف این اقیانوس است.

به دلیل نیروی جاذبه، لایه های بالایی هوا مانند آب اقیانوس، لایه های زیرین را فشرده می کند. لایه هوای مجاور مستقیم زمین بیشترین فشرده شدن را دارد و طبق قانون پاسکال فشار وارده بر آن را در همه جهات منتقل می کند.

در نتیجه سطح زمین و اجسام واقع بر روی آن فشار کل ضخامت هوا را تجربه می کنند یا به قول معمول فشار اتمسفر را تجربه می کنند.

در عمل، برای اندازه گیری فشار اتمسفر، از یک فشارسنج فلزی به نام آنروئید استفاده می شود (از یونانی به عنوان "بدون مایع" ترجمه شده است. فشارسنج به این دلیل نامیده می شود که حاوی جیوه نیست).

ظاهر آنروئید در شکل نشان داده شده است. بخش اصلیاین یک جعبه فلزی 1 با سطح موج دار (موجدار) است. هوا از این جعبه خارج شده است و برای جلوگیری از له شدن جعبه توسط فشار اتمسفر، درب آن با فنر 2 به سمت بالا کشیده می شود. با افزایش فشار اتمسفر، درب به سمت پایین خم می شود و فنر را سفت می کند. با کاهش فشار، فنر درپوش را صاف می کند. یک نشانگر پیکان 4 با استفاده از مکانیزم انتقال 3 به فنر متصل می شود که با تغییر فشار به سمت راست یا چپ حرکت می کند. زیر فلش یک مقیاس وجود دارد که تقسیمات آن بر اساس خوانش فشارسنج جیوه مشخص شده است. بنابراین عدد 750 که سوزن آنروئیدی در مقابل آن قرار دارد نشان می دهد که در در حال حاضرارتفاع در فشارسنج جیوه جیوه 750 میلی متر.

بنابراین فشار اتمسفر 750 میلی متر جیوه است. هنر، یا » 1000 hPa

دانستن فشار اتمسفر برای پیش بینی وضعیت آب و هوا در روزهای آینده بسیار مهم است، زیرا تغییرات فشار اتمسفر با تغییرات آب و هوا مرتبط است. فشارسنج ابزار لازم برای مشاهدات هواشناسی است.

فهرست ادبیات مورد استفاده:

1. کتاب های درسی فیزیک برای پایه های 7-9.

2. کتاب درسی فیزیک ابتدایی (جلد 1-2).

3. کتابچه راهنمای فیزیک برای دانش آموزان.

4. اینترنت.(www.big-il.com)

سازمان: شعبه روستای لیسه MBOU. Dolgorukovo در روستا. سنگ آسیاب

محل: s. سنگ آسیاب

تکرار - یک درس عمومی با موضوع: "فشار مایعات و گازها".

تلاش کنید علم را بیشتر و عمیق تر درک کنید،

تشنه معرفت ازلی.

فقط اولین دانش

نور بر شما خواهد تابید

خواهید فهمید: هیچ محدودیتی برای دانش وجود ندارد.

فردوسی

اهداف درس: تکرار و آزمایش دانش به دست آمده از مطالعه فشار در مایعات و گازها و دانش فرمول های فیزیکیلازم برای حل مشکلات؛

اهداف درس:

آموزشی:

مطالب مربوط به موضوع "فشار در مایعات و گازها" را خلاصه کنید، مفاهیم و قوانین اساسی را تکرار کنید و مهارت های اساسی را در مورد این موضوع ادغام کنید.

وظیفه رشدی:

گسترش افق دید دانش آموزان، در مورد تجلی و استفاده از فشار اتمسفر در طبیعت و زندگی روزمره، تأثیر آن بر بدن انسان، بحث در مورد مسائل و حل مشکلاتی که نیاز به ابتکار خلاقانه دانش آموزان دارد.

وظیفه آموزشی:

پرورش توجه دانش آموزان، توانایی کار در یک تیم، و شکل گیری یک جهان بینی علمی. کمک متقابل را در کلاس درس ترویج دهید.

1.پیام در مورد موضوع درس.

در درس امروز تکرار خواهیم کرد که چگونه فشار در مایعات و گازها تعیین می شود و این کمیت فیزیکی چه نقشی در زندگی ما دارد.

برای پاسخ به تمام سوالات مطرح شده، باید بدانید که چگونه فشار در مایعات و گازها ایجاد می شود.

و 1 دانش آموز (FI) در این امر به ما کمک می کند

او به ما خواهد گفت که جو سیاره ما چگونه است.

(عنوان گزارش روی صفحه ظاهر می شود: "جو سیاره ما.")

معلم اگر فردی این فشار را احساس نمی کند، چرا باید مردم از وجود آن اطلاع داشته باشند؟ و چه کسی اولین نفر بود

اندازه گرفتی؟

این را از پیام بعدی که برای ما آماده شده است (دانش آموز 2) یاد خواهیم گرفت. و آن را "تاریخچه کشف فشار اتمسفر" می نامند.

معلم از پیام دریافتیم که فشار اتمسفر را می توان برای مدت طولانی تعیین کرد.

اما چه چیزی فشار مایعات و گازها را تعیین می کند و آیا شما در مورد آن می دانید، من بعد از پاسخ دادن به سؤالات آزمون متوجه می شوم (تست را روی کارت ها و پاسخ های روی صفحه نمایش می دهم.)

دانشگاهیان: خوب، می دانید فشار به چه چیزی بستگی دارد و با چه فرمولی تعیین می شود؟ (بچه ها فرمول را می نویسند). حال با استفاده از فرمول تعیین فشار، مسئله را حل می کنیم (دانش آموز روی تخته حل می کند).

وظیفه 1.

فردی که در آن است چه فشاری به کف قوطی وارد می کند؟ روغن ماشیناگر ارتفاع لایه آن 50 سانتی متر باشد؟ (تراکم 900 کیلوگرم بر متر مکعب).

داده شده: راه حل

h =50cm 0.5m р=ρgh

ρ=900kg/m3 p=900kg/m3 *10n/kg*0.5m =4500Pa

r -؟

چگونه فشار در جو تغییر می کند؟

قبل از پاسخ به این سوال، بیایید به شعر "آیبولیت" گوش دهیم.

در این گونه گفته شده است شعر معروف K. Chukovsky (سطرهای شعر و تصویری روی صفحه ظاهر می شود.) دانش آموز شعر را می خواند.

و کوهها در راه جلوی او ایستاده اند،

و او شروع به خزیدن در میان کوه ها می کند.

و کوه ها بلندتر می شوند و کوه ها شیب دار تر می شوند

و کوه ها زیر ابرها می روند

آه، اگر به آنجا نرسم،

اگر در راه گم شوم،

چه بر سر آنها خواهد آمد، برای بیماران، برای حیوانات جنگل من؟

معلم: چه چیزی باعث شد که دکتر نتواند بر کوه ها غلبه کند (بچه ها پاسخ می دهند که فشار اتمسفر با ارتفاع تغییر می کند).

بیایید مشکل را حل کنیم (490L)

فشارسنج در پای کوه 98642 Pa و در بالای آن 90317 Pa را نشان می دهد. ارتفاع کوه را تعیین کنید.

داده شده: راه حل

р 1 =98642Pa h=▲h (р 1 - р 2)/133

p 2 =90317Pa h=12m*(98642Pa -90317Pa) /133 =750m

h -؟ جواب: 750 متر

حالا مشکل شماره 488 را خودتان حل کنید.

از مسائل حل شده چه نتیجه ای می توانید بگیرید؟ (از مشکلات به دست می آید که هر چه از سطح زمین بالاتر می رویم، فشار کمتری دارد و هر چه از سطح زمین کمتر می شود، بالاتر می رود.)

و اکنون از پیام "نقش فشار اتمسفر در زندگی انسان ها و حیوانات". ما یاد خواهیم گرفت که چگونه یک فرد از فشار اتمسفر در زندگی خود استفاده می کند.

اگر به دقت به پیام گوش داده باشید، این به شما کمک می کند به سوالات زیر پاسخ دهید. من "حراج فروش پنج تایی" را اعلام می کنم. (سوالات روی صفحه ظاهر می شوند و سپس پاسخ های صحیح).

1. اگر آن را محکم به لب های خود فشار دهید برگ افراو به سرعت هوا را بکشید، ورق با یک تصادف می شکند. چرا؟ (هنگام دم، قفسه سینه منبسط می شود و خلاء در حفره دهان ایجاد می شود. از بیرون، برگ تحت تأثیر قرار می گیرد. قدرت بزرگفشار اتمسفر.)

2. اگر شیر آب را در بشکه ای پر از آب باز کنید و درب آن را محکم ببندید. که دیگر هیچ سوراخ و شکاف و حتی کوچکی ندارد، به زودی جریان آب از شیر متوقف می شود. چرا؟

3. چرا از لیوانی که تا حدی پر از آب است، اگر محکم با کاغذ پوشانده شده و وارونه شده باشد، آب بیرون نمی ریزد؟

(پاسخ: پس از برگرداندن لیوان، یک فضای کمیاب بین ته و آب ایجاد می شود، بنابراین آب با نیروی فشار اتمسفر از بیرون در لیوان نگه داشته می شود.)

4. چرا وقتی آب از نی کشیده می شود بالا می آید؟

(زمانی که آب به داخل کشیده می شود، قفسه سینه منبسط می شود و خلاء در دهان ایجاد می شود، در حالی که نیروی فشار اتمسفر بر سطح آب وارد می شود. اختلاف فشار باعث بالا آمدن آب از نی می شود.)

5. آیا یک فضانورد می تواند در حالی که در یک سفینه فضایی در حالت بی وزنی است، جوهر را به قلم پیستونی بکشد؟

(بله، اگر کشتی فشار اتمسفر طبیعی خود را حفظ کند، می تواند.)

معلم همانطور که از این پرسش ها پیداست، می توان با آگاهی از وجود فشار اتمسفر، بسیاری از پدیده های فیزیکی را توضیح داد.

اما همچنین با دانستن تغییرات فشار، می توانیم تغییرات آب و هوا را پیش بینی کنیم.

دانش آموز شماره 4 در پیام خود "پیش بینی آب و هوا" در این مورد به ما خواهد گفت.

معلم اما مردم مدتهاست متوجه شده اند که رفتار برخی از حیوانات با تغییرات آب و هوا مرتبط است. و بسیاری از علائم مربوط به آب و هوا ظاهر شد. اکنون به یاد آنها باشیم. (دانش آموزان این علائم را یکی یکی نام می برند).

معلم دانشمندان با درک مکانیسم های طبیعت زنده، تلاش می کنند تا آنها را در قالب ابزارهایی بازسازی کنند که کوچکترین تغییرات را به دقت مشخص کنند. محیط زیست. بر اساس این مشاهدات، معماهای مربوط به پدیده ها و ابزارهای فیزیکی ایجاد شد.

1. نامرئی وجود دارد;

نمی خواهد به خانه بیاید

و قبل از فرار مردم

با عجله (هوا)

2. یک بشقاب به دیوار آویزان است،

یک فلش در سراسر صفحه حرکت می کند

این فلش رو به جلو است

آب و هوا را به ما می گوید (فشار سنج)

3. از طریق بینی به قفسه سینه عبور می کند

و راه بازگشت در راه است

او نامرئی است و هنوز

ما بدون مودم نمی توانیم زندگی کنیم. (هوا)

4. از کوه بالا می رویم

نفس کشیدن برایمان سخت شد

چه نوع دستگاه هایی وجود دارد؟

برای اندازه گیری فشار (بارومتر).

معلم فشار ناشی از مایعات و گازها نقش مهمی در زندگی ما دارد. بنابراین، برای توضیح پدیده های فیزیکی مرتبط با فشار، باید بدانیم که چگونه آن را تعیین کنیم و با چه ابزاری آن را اندازه گیری کنیم.

من فکر می کنم که ما به شما کمک می کند به بسیاری از سوالات مربوط به فشار اتمسفر پاسخ دهید.

مشق شب.

انعکاس.

بچه ها، به شکل نقاشی به تصویر بکشید که در طول درس فیزیک چه حال و هوایی داشتید. آیا درس را دوست داشتید؟

اگر بله، پس یک چهره خندان بکشید. اگر نه، پس غم انگیز است.

ادبیات:

1. خواننده در جغرافیای فیزیکی.
2. T.P. گراسیموا "جغرافیا" کلاس ششم. کتاب درسی برای آموزش عمومی موسسات م.: باستارد
3. دایره المعارف بزرگطبیعت "آب و هوا"
4. A.V. ولادیمیروف "داستان هایی در مورد فشار اتمسفر»
5. S. E. Polyansky "تحولات در فیزیک"
6. لوکاشیک V.I. مجموعه مسائل فیزیک: کتاب درسی برای دانش آموزان کلاس های 7-8. میانگین مدرسه
7. Peryshkin A.V. Physics. پایه هفتم: کتاب درسی. برای آموزش عمومی موسسات M.: Bustard، 2015
8. منابع اینترنتی

برنامه.

تست - نظرسنجی

1- قانون پاسکال چگونه تدوین می شود؟

الف) نتیجه نیرو نه تنها به مدول آن، بلکه به مساحت سطح عمود بر آن بستگی دارد.

ب) فشار گاز روی دیواره های ظرف در همه جهات برابر است.

ج) با کاهش حجم گاز فشار آن افزایش و با افزایش حجم گاز کاهش می یابد.

د) فشار وارده بر مایع یا گاز بدون تغییر به هر نقطه از مایع یا گاز منتقل می شود.

2- کدام یک از واحدهای زیر به عنوان واحد فشار پذیرفته می شود؟

الف) نیوتن ب) وات ج) پاسکال د) کیلوگرم.

3. اگر سطح مسیر 2 متر مربع باشد، یک مخزن به وزن 40 تن چه فشاری به خاک وارد می کند؟

الف) 10 کیلو پاسکال ب) 20 کیلو پاسکال ج) 1000 پاسکال د) 2000 پاسکال.

4. وقتی گلوله به شیشه اصابت می کند، سوراخ کوچکی در آن باقی می ماند و وقتی با آب به آکواریوم برخورد می کند، شیشه تکه تکه می شود. چرا؟

الف) در آب سرعت گلوله کاهش می یابد

ب) افزایش فشار آب، شیشه را در تمام جهات می شکند.

ج) گلوله مسیر حرکت خود را در آب تغییر می دهد.

د) به دلیل کاهش شدید سرعت گلوله در آب.

5. اگر فشار کف ظرف 1600 Pa باشد ارتفاع ستون نفت سفید در ظرف چقدر است؟ چگالی نفت سفید 800 کیلوگرم بر متر مکعب است.

الف) 2 متر ب) 20 سانتی متر ج) 20 متر د) 2 سانتی متر

پاسخ ها: 1d 2c 3b 4b 5a