Hava, buxar, maye və ya bərk maddələrin təzyiqi üçün formula. Təzyiq (düstur) necə tapılır? Tipik tapşırıqların həlli. Üst qabdakı maye kerosin T – 1 olarsa, aşağı qabdakı suyun sərbəst səthindəki mütləq təzyiqi p təyin edin.
Problem 1
Turist bir gündə velosipedlə 40 km yol qət edib. Eyni zamanda, saat 9.00-dan 11.20-dək o, vaxt keçdikcə 10 km / saatdan 14 km / saata qədər artan sürətlə sürdü. Daha sonra turist çimərlikdə günəş vannası qəbul edib. Yolun qalan hissəsində saat 18.30-dan 20.00-a kimi vaxt keçirdi. Səfərin axşam hissəsində turistin orta sürətini müəyyənləşdirin.
Mümkün Həll
9.00-dan 11.20-dək turist orta sürətlə (10 + 14) / 2 = 12 km / saat sürdü (çünki sürət zamanla bərabər artdı). Bu o deməkdir ki, bu müddət ərzində turist məsafə qət edib
Saat 18.30-dan 20.00-a qədər velosipedçi 40 - 28 = 12 km qət etdi. Beləliklə, səyahətin axşam hissəsində turistin orta sürəti:
Qiymətləndirmə meyarı
- Səfərin səhər hissəsində turistin orta sürəti (12 km/saat): 4 xal
- Turistin 9.00-dan 11.20-dək getdiyi məsafə (28 km): 2 xal
- Turistin 18.30-dan 20.00-a qədər getdiyi məsafə (12 km): 2 xal
- Səfərin axşam hissəsində turistin orta sürəti (8 km/saat): 2 xal
Hər tapşırıq üçün maksimum- 10 xal.
Tapşırıq 2
İki homojen çubuqdan ibarət sistem müxtəlif sıxlıq, tarazlıqdadır. Üst çubuğun çəkisi m 1 = 1,4 kq. Sürtünmə əhəmiyyətsizdir.
Hansı kütlədə olduğunu müəyyənləşdirin m 2 aşağı çubuqda belə bir tarazlıq mümkündür.
Mümkün Həll
Aşağı çubuq uclarından asıldığı, tarazlıq vəziyyətində olduğu və ağırlıq mərkəzi ortada yerləşdiyi üçün ona təsir edən sapların reaksiya qüvvələri modul baxımından eyni və bərabərdir. m 2 q / 2... Sol (yuxarı) ipin bağlanma nöqtəsinə nisbətən yuxarı çubuq üçün anların tənliyini yazaq:
Qiymətləndirmə meyarı
Aşağı çubuğa təsir edən iplərin reaksiya qüvvələri bərabərdir: 3 xal
Bu reaksiya qüvvələrinin modullarının dəyərləri ( m 2 q / 2): 2 xal
Moment tənliyi: 4 xal
m 2 = 1,2 kq: 1 xal
Hər tapşırıq üçün maksimum- 10 xal.
Problem 3
Su ilə silindrik bir qabda, gəminin dibinə uzanan bir iplə bağlanmış qismən suya batırılmış bir bədən var. Bu vəziyyətdə bədən həcminin üçdə ikisi suya batırılır. Əgər ipi kəssəniz, gövdə yuxarı qalxacaq və yarısı suya batırılmış halda üzəcək. Gəmidəki suyun səviyyəsi nə qədər dəyişəcək? Bədən kütləsi m= 30 q, suyun sıxlığı ρ = 1,0 q / sm 3, gəminin dibinin sahəsi S= 10 sm 2.
Mümkün həll 1
Şüşənin masaya təzyiq qüvvəsi (ipi kəsdikdən sonra) dəyişməyəcək, buna görə də
T = ρ g∆h · S, burada ܶ T ipdən gələn reaksiya qüvvəsidir, ∆h suyun səviyyəsindəki dəyişiklikdir. Birinci halda bədən tarazlığının tənliyini yazaq:
Mg = ρg (1/2) V
Son iki tənlikdən biz tapırıq ki, T = 1/3 Mg
Nəhayət, əldə edirik:
Qiymətləndirmə meyarı
- Şüşənin masaya təzyiq qüvvəsi dəyişməyəcək: 2 xal
- Birinci halda bədən balansının tənliyi: 2 xal
- İkinci vəziyyətdə bədən balansının tənliyi: 2 xal
- T = 1/3 Mg:1 xal
- ∆h = T / ( ρ g· S): 2 xal
- ∆h = 0,01 m: 1 xal
Mümkün həll 2
İkinci vəziyyətdə bədən balansının tənliyi:
mg = ρg + ½ V⟹ V = 2m / ρ, harada V – bədən həcmi.
Bədənin batırılmış hissəsinin həcminin dəyişməsi bərabərdir:
Nəhayət, əldə edirik:
Qiymətləndirmə meyarı
- mg = ρg · ½ · V: 4 xal
- ∆V = 1/6 V:2 xal
- ∆h = ∆V / S: 3 xal
- ∆h = 0,01 m: 1 xal
Hər tapşırıq üçün maksimum- 10 xal.
Problem 4
Nöqtədə mayenin səthindən yuxarı olan hava təzyiqini təyin edin A içəri qapalı sahəəyri boru əgər ρ = 800 kq / m 3, h= 20 sm, səh 0 = 101 kPa, g= 10 m / s 2. Sıxlığı olan mayelər ρ və 2 ρ bir-biri ilə qarışdırmayın.
Mayedə daxili sürtünmə.
1. Axın borusunda maye axını sürəti:
a) həcmli axın:
b) kütləvi axın:
harada S- cari borunun kəsişmə sahəsi;
v- mayenin sürəti;
ρ Mayenin sıxlığıdır.
2. Reaktivin davamlılığının tənliyi:
harada S 1 və S 2- iki yerdə cərəyan borusunun kəsişmə sahəsi;
v 1 və v 2- cərəyanların müvafiq sürətləri.
3. Bernulli tənliyi:
4. Açıq geniş qabda kiçik dəlikdən mayenin axma sürəti:
harada h- çuxura nisbətən maye səviyyəsi.
5. Səthi gərginlik:
harada F- kontura təsir edən səthi gərilmə qüvvəsi l mayenin səthini məhdudlaşdırır.
6. Laplasın təzyiqi ifadə edən düsturu R mayenin sferik səthi tərəfindən yaradılmışdır:
harada R Sferik səthin radiusudur.
7. Kapilyar boruda mayenin qalxmasının hündürlüyü Juren düsturu ilə müəyyən edilir:
harada Θ - təmas bucağı;
ρ - mayenin sıxlığı;
r Kapilyarın radiusudur.
8. İki yaxın və paralel müstəvi arasında mayenin qalxma hündürlüyü:
harada d- təyyarələr arasındakı məsafə.
9. Zamanla axan mayenin (qazın) həcmi t uzun bir boru vasitəsilə:
harada r- boru radiusu;
l- boru uzunluğu;
Δp- borunun uclarında təzyiq fərqi,
η - daxili müqavimət əmsalı.
10. Uzun borularda maye axını üçün Reynolds sayı
harada (v)- maye axınının en kəsiyi orta sürəti;
d- borunun diametri.
11. Topun maye içində hərəkəti üçün Reynolds nömrəsi:
harada v- top sürəti;
d Topun diametridir.
12. Müqavimət qüvvəsi F mayenin axdığı tərəfdən yavaş-yavaş hərəkət edən topa təsir edən (Stokes düsturu):
harada r- topun radiusu;
v- topun sürəti.
Tapşırıqlar.
1. Borunun en kəsiyindən yarım saat ərzində 0,51 kq qazın axdığı məlumdursa, borudan karbon qazının axma sürətini tapın. Qazın sıxlığı 7,5 kq / m 3-ə bərabər alınmalıdır. Borunun diametri 2 sm-dir.
2. Silindrik qabın dibində diametrli dairəvi çuxur var d= 1 sm.Damın diametri D= 0,5 m.Sürətin asılılığını tapın v gəmidəki suyun səviyyəsinin hündürlükdən aşağı salınması h bu səviyyə. Hündürlük üçün bu sürətin ədədi qiymətini tapın h= 0,2 m.
Süd diametri 38 mm (UDS-1 ədəd) olan süd borusundan keçir. Bir hissədə boru diametri 30 mm-ə qədər azaldı. Borunun bu hissəsində süd təzyiqi borunun qalan hissəsi ilə müqayisədə nə qədər dəyişəcək? Borunun əsas hissəsində süd axını sürəti 2m / s-dir.
4. Nə qədər hündür h= 1,5 m ağzına qədər su ilə doldurulur. Məsafə üzrə d= 1 m tankın yuxarı kənarından kiçik diametrli bir çuxur meydana gəlir. Hansı məsafədə lçuxurdan bir reaktiv tankdan yerə düşür.
5. Sahəsi olan su axını S 1 hündürlükdə yerləşən brusboydan üfüqi olaraq 4 sm 2-ə bərabər olan bir kəsik axır. N= Yer səthindən 2 m yüksəklikdə və bu səthə məsafədən düşür l= 8 m.Suyun hərəkətinə hava müqavimətini nəzərə almadan, artıq təzyiqi tapın R qolun içində su varsa sahə S 2 qolun en kəsiyi 50 sm 2-dir.
6. Borunun diametri var d= 0,2 sm Borunun aşağı ucunda bir damcı su asılır ki, bu da ayrılma anında top şəklinə malikdir. Diametri tapın d 2 bu damla.
7. Çəki m Kapilyardan axan 100 damcı spirt 0,71 q-a bərabərdir Səthi gərginliyi təyin edin α diametri əgər spirt d ayrılma anında damlanın boynu 1 mm-dir.
8. diametri olan şüşə boru d daxili kanal 1 mm-ə bərabərdir. Su kütləsini tapın m telefonda.
9. Kapilyar borunun diametri d= 0,5 mm su ilə doldurulur. Borunun aşağı ucunda su damcı şəklində asılıb. Bu düşmə radiuslu sferanın bir hissəsi kimi qəbul edilə bilər r= 3 mm. Hündürlüyü tapın h boruda su sütunu.
10. Nə cür iş A həcmini artırmaq üçün qabarcığı üfürərkən edilməlidir V 1= 8 sm 3-ə qədər V 2= 16 sm 3? İzotermik prosesi nəzərdən keçirək. ( α = 4 · 10 -2 N / m).
11. Diametrli iki damcı civə düşəndə hansı enerji ayrılacaq d 1= 0,8 mm və d 2= bir damcıda 1,2 mm. ( α = 0,5 N / m, ρ = 13,6 10 3 kq / m 3)
12. Diametrli sabun köpüyü içərisində əlavə təzyiqi tapın d= 5 sm.Bu qabarcığı üfürmək üçün hansı işi görmək lazımdır?
13. Damarda sıxlığı 1026 kq/m3 olan qan serumu var və α = 6 10 -2 N / m. Mayenin səthindən 25 sm dərinlikdə diametri 10 mkm olan hava qabarcığı əmələ gəlmişdir. Atmosfer təzyiqi 750 mm olarsa, qabarcıqdakı hava təzyiqini təyin edin. rt. sütun.
14. Uzunluğu 50 mm, diametri 3 sm olan damarın uclarında 2 mm təzyiq fərqi olarsa, 1 dəqiqə ərzində hansı həcmdə qan keçir. rt. İncəsənət. ( η = 4 · 10 -3 Pa · s)
Top, sıxlığı top materialının sıxlığından 4 dəfə çox olan bir mayedə sabit sürətlə üzür. Üzən topa təsir edən sürtünmə qüvvəsi bu topun ağırlığından neçə dəfə böyükdür.
16. Qurğuşun topu qliserin olan konteynerə düşür. Topun düşməsi nəticəsində yaranan qliserin təbəqələrinin hərəkətinin hələ də laminar olduğu topun diametrinin maksimum dəyərini müəyyənləşdirin. Hərəkəti sabit hesab edin. ( R e cr=0,5, ρ hl= 1,26 · 10 3 kq / m 3, ρ sv= 11,3 · 10 3 q / m 3, η = 1,48 Pa s)
17. Su diametrli dəyirmi hamar borudan keçir d= orta kəsişmə sürətində 5 sm
18. Mühərrik yağı borudan axır. Maksimum sürət v maks, bu boruda neftin hərəkəti hələ də laminardır, 3,2 sm / s-dir. Hansı sürətlə v Eyni boruda qliserinin hərəkəti laminardan turbulentə doğru gedirmi? ( R e=2300, ρ mm= 0,9 kq / m 3, ρ hl= 1260 kq / m 3, η mm= 0,1 Pa s, η fəsil= 1,48 Pa s)
19. Sabit sürətlə düşən 1 mm diametrli polad top v= 0,185 sm / s kastor yağı ilə doldurulmuş böyük bir qabda. Kastor yağının dinamik özlülüyünü tapın. ( R st= 7870 kq / m 3, R km= 960 kq / m 3)
20. Kesiti sahəsi olan buz yığını S= 1 m 2 və hündürlüyü N= 0,4 m suda üzür. Nə iş A buz kütləsini tamamilə suya batırmaq üçün nə etmək lazımdır? Suyun sıxlığı ρ in= 1000 kq / m 3, buz sıxlığı ρ l= 900 kq / m 3.
21. Əlavə təzyiqi tapın R diametrli bir sabun köpüyü içərisində d= 10 sm İşi müəyyənləşdirin A bu qabarcığı partlatmaq üçün bunu etmək lazımdır.
22. Sərbəst enerjinin dəyişməsini təyin edin ΔE həcminin izotermik artması ilə sabun köpüyü səthi V 1= 10 sm 3-ə qədər V 2=2V 1.
23. Diametrli hava qabarcığı d= 2 mikron suyun tam səthindədir. Sıxlığı təyin edin ρ suyun səthinin üstündəki hava normal şəraitdə olarsa, qabarcıqdakı hava.
24. Qliserin kapilyar boruda yüksəkliyə qalxdı h= 20 mm. Səth gərginliyini təyin edin σ diametri varsa qliserin d boru kanalı 1 mm-dir.
25. U formalı civə ölçmə cihazının enli dirsəyi diametrə malikdir d 1= 4 sm, dar d 2= 0,25 sm.Fərq Δh hər iki dirsəkdə civə səviyyəsi 200 mm-dir. Təzyiq tapın R, kapilyarlıq üçün düzəliş nəzərə alınmaqla təzyiqölçən tərəfindən göstərilir.
26. Horizontal yerləşdirilmiş borunun geniş hissəsində neft sürətlə axır v 1= 2 m / s. Sürəti təyin edin v 2 fərq varsa, borunun dar hissəsində yağ Δp onun enli və ensiz hissələrində təzyiq 6,65 kPa-a bərabərdir.
27. Üfüqi şpris pistonuna qüvvə tətbiq edilir F= 15 N. Sürəti təyin edin v sahə varsa, şprisin ucundan suyun çıxması S piston 12 sm 2-dir.
28. Diametri olan su axını d= 2 sm sürətlə hərəkət edir v= 10 m / s, stasionar vurur hamar səth reaktivə perpendikulyar yerləşdirilir. Güc tapın F səthə təsir etdikdən sonra su hissəciklərinin sürətinin sıfır olduğunu fərz etsək, reaktivin səthdəki təzyiqi.
29. Tank yüksək N= 2 m ağzına qədər maye ilə doldurulur. Hansı hündürlükdə hÇuxurdan axan reaktivin düşdüyü yer çəndən maksimum məsafədə olması üçün çənin divarında deşik edilməlidirmi?
30. Hündürlükdə yerləşən su qülləsinin çənindən h= 10 m, su bir boru vasitəsilə yerin səthinə yaxın yerləşən krana axır. Nə vaxt τ kran həcmi V = 10 l olan vedrəni dolduracaqmı? Vana çıxışının diametri d = 1 sm-dir Boru və klapandakı mayenin axınına qarşı müqaviməti laqeyd edin.
31. Geniş hissədə axan su üfüqi boru, təzyiqi var R= 2 · 10 5 Pa, iki dəfə çoxdur atmosfer təzyiqi p 0 və sürət v 1= 1 m / s (Şəkil). Diametrlərin hansı nisbətində D / d böyük və kiçik borular kiçik borunun yuxarı hissəsində yerləşən kiçik çuxurdan axmayacaq?
32. Evin zirzəmisində istilik sistemindən su diametrli bir boruya daxil olur d 1= 4 sm sürətlə v 1= 0,5 m / s təzyiq altında səh 1= 3 atm. Axın sürətləri nədir v 2 və borudakı təzyiq səh 2 Diametr d 2= 2,6 sm ikinci mərtəbədə 5 m yüksəkdir?
33. Diametrli bir şprisdən reaktivin sürətini təyin edin d= 4 sm, qüvvənin basdığı pistonda F= 30 N. Şprisin açılışının sahəsi çoxdur daha az sahə piston, hava müqavimətini laqeyd edin. Mayenin sıxlığı ρ in= 1000 kq / m 3.
34. Silindr diametri D su ilə doldurulur və üfüqi şəkildə yerləşdirilir. Necə sürətli v bir qüvvə təsir edərsə, piston silindrdə hərəkət edir F, və silindrin altındakı dəlikdən diametrli bir jet d? Cazibə qüvvəsini nəzərə alma. Mayenin sıxlığı ρ .
35. hansı sürət v su hündürlüyə doldurulduqda geniş silindrik çənin altındakı kiçik bir çuxurdan çıxır h? Suyun həcmi nə qədərdir QÇəndəki maye səviyyəsini dəyişməz saxlamaq üçün çəni bir anda doldurmaq lazımdırmı? Çuxur sahəsi S.
36. Dibində kiçik bir deşik olan geniş bir qab su və kerosinlə doldurulur. Özlülüyü nəzərə almadan, su qatının qalınlığı olarsa, axan suyun sürətini v tapın. h 1, və kerosin təbəqəsi h 2... Suyun sıxlığı ρ 1, kerosin - ρ 2(ρ 1> ρ 2).
37. Hamar üfüqi səthdə su olan bir qab var. Gəminin yan divarında dibində sahəsi olan kiçik bir çuxur var S... Nə güc F Gəmidəki suyun səviyyəsinin hündürlüyü bərabər olduqda, tarazlıqda saxlamaq üçün gəmiyə tətbiq edilməlidir. h? Suyun sıxlığı ρ .
Sizcə, okeanda üzən balıq ətrafda su olduğunu hiss edir? Köpək hava okeanının dibində getdiyini hiss edirmi? Vərdiş müşahidəni darıxdırır. Suda doğulan və bütün ömrünü bu suda keçirən balıq, şübhəsiz ki, suyun fərqinə varmaz və ağırlığının yaratdığı təzyiqi hiss etməz. Necə ki, it də təbii ki, ətrafındakı havaya fikir vermir və onun bədəninə təzyiqini hiss etmir. Kimdənsə eşitməsəydik və ya kitablarda oxumasaydıq, biz də bunu fərq etməzdik. Havaya diqqət yetirməyimiz üçün nəsə baş verməlidir. Ya sürətlə hərəkət etməyə başlayır və üzümüzə külək əsər, ya da onda aydın görünən bulud əmələ gəlir. Amma havanın olduğuna əmin olmağın ən vizual yolu onun içindəki əşyalara necə basdığını görməkdir.
Plastik bir fincan və ya başqa bir qab götürün və tamamilə çəlləkdəki suya batırın. Stəkan su ilə doldurulana qədər gözləyək və onu ters çevirək. Yavaş-yavaş sudan çıxarmağa başlayacağıq. Baxın! Su şüşə ilə yüksəlir və onun səviyyəsi banyoda suyun səviyyəsindən çox yüksəkdir. Deyəsən, heç bir şey şüşədəki suyu dəstəkləmir. Ancaq bu, əlbəttə ki, belə deyil, əks halda yıxılacaqdı. Suyu qaldıran bu qüvvə nədir? Üstümüzdə bir neçə yüz kilometrə qədər hava okeanı uzanır. Hava bizə tamamilə çəkisiz görünsə də, hər kvadrat santimetr üçün Yerin səthinə əhəmiyyətli təzyiq göstərir. Hamamınız, əlbəttə ki, istisna deyil, hava onun içindəki suyun səthinə, eləcə də ətrafdakı hər şeyə basır.
Biz tərs çevrilmiş stəkanı çıxarmağa başlayanda içindəki su yerin cazibə qüvvəsinin təsiri ilə batmağa meyllidir. Bununla belə, o, enə bilməyəcək. Niyə?
Bunu başa düşmək üçün, şəkildə göstərildiyi kimi suyun əslində bir az aşağı düşdüyünü təsəvvür edin. A kəsik xəttinin üstündəki boşluqda nə baş verəcək? Təbii ki, burada hava yoxdur, yəni hava təzyiqi də yoxdur. Başqa sözlə, A səviyyəsində bir stəkanda atmosfer təzyiqi suyun səthinə təsir göstərmir. İndi B və C oxlarına baxaq. Onlar atmosfer təzyiqinin hamamdakı suyun səthində necə hərəkət etdiyini göstərirlər. Hava suyun üzərinə basır, bu hava ilə sıxılır, yəni yaranan boş yeri doldurmağa çalışır. Nəticədə, su şüşədən tökülməyə başlayan kimi təzyiq onu D və E oxları ilə şəkildə göstərildiyi kimi yenidən A səviyyəsindən yuxarı boşluğa aparacaq.
Atmosfer təzyiqi yoxdur.
Əslində, stəkandakı su heç vaxt nəzərə çarpacaq qədər batmır, atmosfer təzyiqi onu dərhal stəkana qaytarır və biz onu çıxaranda orada saxlayır.
Bəs su 15 sm hündürlüyündə stəkanda atmosfer təzyiqi ilə saxlanılırsa, 30 sm hündürlüyündə bir qabda da su tutacaqmı? Bəs 60 santimetrdə? 3 metr? 5 metr? Evdə uyğun qablar tapsanız, suyun içərisində saxlanmasını təmin edəcəksiniz. Bununla belə, su sütununun hündürlüyünün bu şəkildə saxlanıla biləcəyi bir məhdudiyyət var. Onların bərabər həcmlərini müqayisə etsək, suyun kütləsi havanın kütləsindən qat-qat böyükdür. Su eyni həcmli havadan 800 dəfə ağırdır. Su, hava kimi, içindəki bədənləri sıxır. Bu o deməkdir ki, hündürlüyü 10 m olan (daha doğrusu 10 m 33 sm) su sütununun təzyiqi sadəcə olaraq atmosfer təzyiqini tarazlayacaq və bu, suyu gəmidə saxlayacaq. Beləliklə, su sütununun hündürlüyünün 10 metrdən çox ola bilməyəcəyini görə bilərsiniz.
Təsəvvür edin ki, 15 metrlik hündür bir “şüşə” (daha doğrusu, boru), şəkildə göstərildiyi kimi tərs çevrilmiş, sudan çıxarırıq. "Şüşə" nin qapalı hissəsi su səviyyəsindən təxminən 10 m hündürlüyə çatdıqda, "şüşə" içərisində olan maye yüksəlməyi dayandıracaq. Biz "şüşəni" qaldırmağa davam edirik, lakin içindəki su eyni səviyyədədir. Bu, su səviyyəsindən yuxarı gəmidə boş yer yaradır.
Atmosfer təzyiqi nədənsə azalarsa, gəmidəki suyun taleyi necə olacaq? Yeni atmosfer təzyiqi daha kiçik bir su sütununu saxlaya biləcək, "şüşə" içərisində suyun səviyyəsi aşağı düşəcək. Xarici hava təzyiqi artarsa nə etməli? O, sütunun hündürlüyünü 10 m-dən çox saxlaya biləcək və gəmidəki su qalxmağa başlayır.
Əslində, biz cihazın iş prinsipini - atmosfer təzyiqinin ölçüldüyü bir barometri sıraladıq. Bizim vəziyyətimizdə atmosfer təzyiqi müəyyən bir hündürlükdə su sütunu ilə balanslaşdırılır. Hava təzyiqi tuta biləcəyi su sütununun hündürlüyü ilə ölçülə bilər.
Bu tip su barometri bir neçə əsr əvvəl Otto von Guericke tərəfindən icad edilmişdir. "Şüşə" kimi o, yuxarı ucu bağlanan, su ilə doldurduğu və evinin yaxınlığında quraşdırdığı şüşə borudan istifadə etdi. Boru su anbarına endirildi. Guericke barometri elə qoydu ki, borunun yuxarı hissəsinin səviyyəsi hər yerdən şəhər sakinlərinə görünsün və onlar borudakı suyun səthində onun səviyyəsini qeyd edərək, üzüb qalxıb endiyini müşahidə edə bilsinlər. müvafiq olaraq atmosfer təzyiqinin dəyişməsi ilə. Əgər barometrdəki float kəskin şəkildə aşağı düşsəydi, şəhər əhalisi artıq hava təzyiqinin aşağı düşdüyünü və çox güman ki, pis havanın yaxınlaşdığını bilirdi və şamandıra boruda yüksəldikdə, bu, yaxşı havanın tezliklə şəhərə gələcəyini ifadə edirdi. .
Atmosfer təzyiqinin dəyişməsi nə üçün havanın ehtimal olunan dəyişməsi deməkdir? Belə çıxır ki, adətən buludlu hava gətirən isti, rütubətli hava soyuq və quru havadan daha yüngüldür - aydın və yaxşı havanın xəbərçisidir, yəni hava pisləşəndə təzyiq aşağı düşməlidir, yaxşılaşdıqda isə yüksəlməlidir. Barometr geniş istifadə olunan alətdir. Düzdür, 10 metr hündürlükdə və hətta su ilə doldurulmuş bir boru istifadə üçün çox əlverişsizdir.
Su əvəzinə civə istifadə etsəniz, boruyu əhəmiyyətli dərəcədə qısalda bilərsiniz - sudan 13,6 dəfə ağır olan maye metal. Bir civə barometrində atmosfer təzyiqini bərabərləşdirən təzyiq yalnız 1033 / 13.6 = 76 (sm) hündürlüyü olan bir maye sütunu tərəfindən yaradılır. Bu, əlbəttə ki, 10 tək metrdən çox daha rahatdır, buna görə də su əvəzinə barometrlərdə civə istifadə etmək daha yaxşıdır. Dizaynında belə bir cihaz su qurğusundan fərqlənmir, yalnız daha kiçikdir və boruyu əlinizlə tutmaq lazım deyil - lazımi vəziyyətdə, daha rahat bir şəkildə sabitlənir.
Xizək sürən adam və onlarsız.
İnsan çox çətinliklə boş qarın arasından keçir, hər addımında dərinə batır. Ancaq xizək taxaraq, demək olar ki, ona düşmədən gedə bilər. Niyə? Xizəkdə və ya xizəksiz bir adam qar üzərində öz çəkisinə bərabər eyni qüvvə ilə hərəkət edir. Ancaq bu qüvvənin hərəkəti hər iki halda fərqlidir, çünki insanın xizəklə və xizəksiz basdığı səth sahəsi fərqlidir. Xizəklərin səthinin sahəsi altlığın sahəsindən demək olar ki, 20 dəfə çoxdur. Buna görə də, xizək üzərində dayanarkən insan qarın səthinin hər kvadrat santimetrində xizəksiz qar üzərində dayanmaqdan 20 dəfə az qüvvə ilə hərəkət edir.
Düymələrlə qəzeti lövhəyə sancmış şagird hər düymədə eyni qüvvə ilə hərəkət edir. Bununla belə, daha kəskin ucu olan bir düymə ağacın içərisinə sığmağı asanlaşdırır.
Bu o deməkdir ki, qüvvənin təsirinin nəticəsi təkcə onun modulundan, istiqamətindən və tətbiq nöqtəsindən deyil, həm də onun tətbiq olunduğu səthin sahəsindən (təsir etdiyi perpendikulyar) asılıdır.
Bu nəticə fiziki təcrübələrlə təsdiqlənir.
Təcrübə Verilən qüvvənin təsiri səth sahəsinin vahidinə təsir edən qüvvədən asılıdır.
Kiçik bir taxtanın künclərində, dırnaqlarda sürmək lazımdır. Əvvəlcə lövhəyə vurulmuş dırnaqları yuxarı nöqtələrlə qumda yerləşdirin və lövhəyə ağırlıq qoyun. Bu vəziyyətdə, dırnaq başları yalnız qumda bir az sıxılır. Sonra lövhəni çevirin və dırnaqları kənarına qoyun. Bu vəziyyətdə, dəstək sahəsi daha kiçikdir və eyni qüvvənin təsiri altında dırnaqlar qumun dərinliyinə gedir.
Bir təcrübə. İkinci illüstrasiya.
Bu qüvvənin təsirinin nəticəsi səth sahəsinin hər bir vahidinə hansı qüvvənin təsir etməsindən asılıdır.
Baxılan nümunələrdə qüvvələr cismin səthinə perpendikulyar təsir göstərirdi. Adamın çəkisi qarın səthinə perpendikulyar idi; düyməyə təsir edən qüvvə lövhənin səthinə perpendikulyardır.
Səthə perpendikulyar təsir edən qüvvənin bu səthin sahəsinə nisbətinə bərabər olan kəmiyyətə təzyiq deyilir..
Təzyiqi təyin etmək üçün səthə perpendikulyar təsir göstərən qüvvəni səth sahəsinə bölmək lazımdır:
təzyiq = güc / sahə.
Bu ifadəyə daxil olan kəmiyyətləri işarə edək: təzyiq - səh, səthə təsir edən qüvvədir F və səth sahəsidir S.
Sonra formula alırıq:
p = F / S
Aydındır ki, eyni sahəyə təsir edən daha böyük qüvvə daha çox təzyiq yaradacaq.
Təzyiq vahidi, bu səthə perpendikulyar olan 1 m 2 sahəsi olan bir səthə təsir edən 1 N qüvvəsini yaradan təzyiqdir..
Təzyiq vahidi - Nyuton üzərində kvadrat metr (1 N / m 2). Fransız alimin şərəfinə Blez Paskal buna paskal deyilir ( Pa). Beləliklə,
1 Pa = 1 N / m 2.
Digər təzyiq vahidləri də istifadə olunur: hektopaskal (hPa) və kilopaskal (kPa).
1 kPa = 1000 Pa;
1 hPa = 100 Pa;
1 Pa = 0,001 kPa;
1 Pa = 0,01 hPa.
Məsələnin vəziyyətini yazaq və həll edək.
verilmiş : m = 45 kq, S = 300 sm 2; p =?
SI vahidlərində: S = 0,03 m 2
Həll:
səh = F/S,
F = P,
P = g m,
P= 9,8 N 45 kq ≈ 450 N,
səh= 450 / 0,03 N / m 2 = 15000 Pa = 15 kPa
"Cavab": p = 15000 Pa = 15 kPa
Təzyiqləri azaltmaq və artırmaq yolları.
Ağır paletli traktor torpaqda 40-50 kPa təzyiq yaradır, yəni 45 kq ağırlığında bir oğlanın təzyiqindən cəmi 2-3 dəfə çoxdur. Bunun səbəbi traktorun çəkisinin rels transmissiyası ilə daha geniş əraziyə yayılmasıdır. Və biz bunu müəyyən etdik dayaq sahəsi nə qədər böyükdürsə, eyni qüvvənin bu dayağa bir o qədər az təzyiq göstərməsi .
Aşağı və ya yüksək təzyiq əldə etmək lazım olub-olmamasından asılı olaraq, daşıyıcı sahə artır və ya azalır. Məsələn, torpağın tikilən binanın təzyiqinə tab gətirməsi üçün təməlin aşağı hissəsinin sahəsi artır.
Yük maşınlarının təkərləri və təyyarə şassiləri minik avtomobillərinin təkərlərindən daha genişdir. Təkərlər xüsusilə səhralarda səyahət üçün nəzərdə tutulmuş avtomobillər üçün genişdir.
Traktor, tank və ya bataqlıqda gedən maşın kimi böyük dəstəkləyici rels sahəsinə malik olan ağır nəqliyyat vasitələri insanın keçməyəcəyi bataqlıq ərazidən keçir.
Digər tərəfdən, kiçik bir səth sahəsi ilə, bir az güclə çox təzyiq yarada bilərsiniz. Məsələn, düyməni lövhəyə basaraq, biz ona təxminən 50 N qüvvə ilə hərəkət edirik. Düymə ucunun sahəsi təxminən 1 mm 2 olduğundan, onun yaratdığı təzyiq bərabərdir:
p = 50 N / 0, 000 001 m 2 = 50,000,000 Pa = 50,000 kPa.
Müqayisə üçün, bu təzyiq paletli traktorun yerdəki təzyiqindən 1000 dəfə çoxdur. Belə misallara daha çox rast gəlmək olar.
Kəsmə bıçağı və kəsici alətlərin ucu (bıçaq, qayçı, kəsici dişlər, mişarlar, iynələr və s.) xüsusi olaraq kəskin şəkildə itilənir. Kəskin bıçağın iti kənarı kiçik bir sahəyə malikdir, belə ki, hətta kiçik bir qüvvə də çox təzyiq yaradır və onunla işləmək asandır.
Heyvanlar aləmində kəsici və bıçaqlayıcı qurğulara da rast gəlinir: bunlar dişlər, caynaqlar, dimdiklər, tikanlar və s.- onların hamısı bərk materialdan hazırlanır, hamar və çox itidir.
Təzyiq
Qaz molekullarının təsadüfi hərəkət etdiyi məlumdur.
Artıq bilirik ki, qazlar bərk və mayelərdən fərqli olaraq, yerləşdiyi bütün qabı doldurur. Məsələn, polad qaz silindri, avtomobil şinləri borusu və ya voleybol topu. Bu halda qaz silindrin, kameranın və ya onun yerləşdiyi hər hansı digər gövdənin divarlarına, dibinə və qapağına təzyiq göstərir. Qaz təzyiqi bərk cismin dayağa təzyiqindən başqa səbəblərdən qaynaqlanır.
Qaz molekullarının təsadüfi hərəkət etdiyi məlumdur. Hərəkət edərkən bir-biri ilə, eləcə də qazın yerləşdiyi qabın divarları ilə toqquşurlar. Qazda çoxlu molekullar var, ona görə də onların təsirlərinin sayı çox böyükdür. Məsələn, otaqdakı hava molekullarının 1 s-də 1 sm 2 səthə təsirlərinin sayı iyirmi üç rəqəmli rəqəmlə ifadə edilir. Fərdi molekulun təsir qüvvəsi kiçik olsa da, bütün molekulların damar divarlarına təsiri əhəmiyyətlidir və qaz təzyiqi yaradır.
Belə ki, gəminin divarlarında (və qazda yerləşdirilən bədəndə) qaz təzyiqi qaz molekullarının təsirindən yaranır. .
Aşağıdakı təcrübəni nəzərdən keçirin. Hava pompasının zəngi altına bir rezin top qoyun. Tərkibində az miqdarda hava var və var düzensiz forma... Sonra zəngin altından havanı nasosla çıxarın. Ətrafında havanın getdikcə daha da seyrəkləşdiyi topun qabığı tədricən şişir və adi top şəklini alır.
Bu təcrübəni necə izah etmək olar?
Sıxılmış qazın saxlanması və daşınması üçün xüsusi davamlı polad silindrlər istifadə olunur.
Təcrübəmizdə hərəkət edən qaz molekulları davamlı olaraq topun divarlarını içəridən və xaricdən vurur. Hava çıxarıldıqda, topun qabığının ətrafındakı zəngindəki molekulların sayı azalır. Amma topun içində onların sayı dəyişmir. Beləliklə, molekulların qabığın xarici divarlarına təsirlərinin sayı daxili divarlara təsirlərin sayından daha az olur. Top onun rezin qabığının elastik qüvvəsi qazın təzyiq qüvvəsinə bərabər olana qədər şişirilir. Topun qabığı top şəklini alır. Bu onu göstərir qaz onun divarlarına bütün istiqamətlərdə bərabər şəkildə basır... Başqa sözlə, səthin kvadrat santimetrinə düşən molekulyar təsirlərin sayı bütün istiqamətlərdə eynidir. Bütün istiqamətlərdə eyni təzyiq qaz üçün xarakterikdir və çox sayda molekulun nizamsız hərəkətinin nəticəsidir.
Gəlin qazın həcmini azaltmağa çalışaq, lakin onun kütləsi dəyişməz qalsın. Bu o deməkdir ki, qazın hər kub santimetrində daha çox molekul olacaq və qazın sıxlığı artacaq. Sonra molekulların divarlara qarşı toqquşmalarının sayı artacaq, yəni qaz təzyiqi artacaq. Bunu təcrübə ilə təsdiqləmək olar.
Şəkil üzərində a bir ucu nazik rezin plyonka ilə örtülmüş şüşə borunu təsvir edir. Boruya bir piston daxil edilir. Pistonu içəri itələdikdə, borudakı havanın həcmi azalır, yəni qaz sıxılır. Daha sonra rezin folqa çölə doğru əyilir və bu, borudakı hava təzyiqinin artdığını göstərir.
Əksinə, eyni qaz kütləsinin həcminin artması ilə hər kub santimetrdə molekulların sayı azalır. Bu, gəminin divarlarına qarşı təsirlərin sayını azaldacaq - qaz təzyiqi daha aşağı olacaq. Həqiqətən, piston borudan çıxarıldıqda, hava həcmi artır və film gəminin içərisində əyilir. Bu, boruda hava təzyiqinin azaldığını göstərir. Boruda hava əvəzinə hər hansı başqa qaz olsaydı, eyni hadisələr müşahidə olardı.
Belə ki, qazın həcminin azalması ilə onun təzyiqi artır, həcminin artması ilə isə qazın kütləsi və temperaturu dəyişməz qalmaq şərtilə təzyiq azalır..
Və sabit həcmdə qızdırıldıqda qazın təzyiqi necə dəyişəcək? Məlumdur ki, qaz molekullarının hərəkət sürəti qızdırma ilə artır. Daha sürətli hərəkət edən molekullar daha tez-tez damarın divarlarına dəyəcək. Bundan əlavə, molekulun divara hər bir zərbəsi daha güclü olacaqdır. Nəticədə, gəminin divarları daha çox təzyiq görəcək.
Beləliklə, qapalı qabda qaz təzyiqi nə qədər böyükdürsə, qazın temperaturu bir o qədər yüksəkdir, bu şərtlə ki, qazın kütləsi və həcmi dəyişməsin.
Bu təcrübələrdən belə nəticəyə gəlmək olar ki qaz təzyiqi nə qədər böyükdürsə, molekullar bir o qədər tez-tez və daha sərt şəkildə damarın divarlarına dəyir. .
Qazların saxlanması və daşınması üçün onlar güclü sıxılırlar. Eyni zamanda, onların təzyiqi artır, qazlar xüsusi, çox davamlı silindrlərə bağlanmalıdır. Belə silindrlər, məsələn, sualtı qayıqlarda sıxılmış hava, metal qaynaqda istifadə olunan oksigen ehtiva edir. Təbii ki, biz bunu həmişəlik xatırlamalıyıq qaz balonları xüsusilə qazla doldurulduqda qızdırıla bilməz. Çünki artıq anladığımız kimi, çox xoşagəlməz nəticələrlə partlayış baş verə bilər.
Paskal qanunu.
Təzyiq maye və ya qazın hər nöqtəsinə ötürülür.
Pistonun təzyiqi topu dolduran mayenin hər bir nöqtəsinə ötürülür.
İndi qaz.
Bərk cisimlərdən fərqli olaraq, maye və qazın fərdi təbəqələri və kiçik hissəcikləri bir-birinə nisbətən bütün istiqamətlərdə sərbəst hərəkət edə bilir. Məsələn, bir stəkandakı suyun səthinə bir az üfürmək kifayətdir ki, suyun hərəkətinə səbəb olsun. Çayda və ya göldə ən kiçik mehdə dalğalar görünür.
Qaz və maye hissəciklərinin hərəkətliliyi bunu izah edir onlara edilən təzyiq təkcə qüvvənin hərəkəti istiqamətində deyil, hər bir nöqtədə ötürülür... Bu fenomeni daha ətraflı nəzərdən keçirək.
Şəkildə, a tərkibində qaz (yaxud maye) olan qabı təsvir edir. Hissəciklər gəmi boyunca bərabər paylanır. Gəmi yuxarı və aşağı hərəkət edə bilən bir pistonla bağlanır.
Müəyyən güc tətbiq etməklə, biz pistonu bir qədər içəriyə doğru hərəkət etməyə məcbur edəcəyik və qazı (mayeni) birbaşa onun altında sıxışdıracağıq. Sonra hissəciklər (molekullar) bu yerdə əvvəlkindən daha sıx yerləşəcəklər (şəkil, b). Hərəkətliliyə görə qaz hissəcikləri bütün istiqamətlərdə hərəkət edəcək. Nəticədə, onların düzülüşü yenidən vahid, lakin əvvəlkindən daha sıx olacaq (Şəkil, c). Ona görə də hər yerdə qazın təzyiqi artacaq. Bu o deməkdir ki, əlavə təzyiq qazın və ya mayenin bütün hissəciklərinə ötürülür. Beləliklə, pistonun özünə yaxın qaza (maye) təzyiq 1 Pa artırsa, bütün nöqtələrdə içəri qaz və ya maye, təzyiq əvvəlkindən eyni miqdarda böyük olacaq. Gəminin divarlarına, dibinə və pistona təzyiq 1 Pa artacaq.
Maye və ya qaza tətbiq olunan təzyiq istənilən nöqtəyə bütün istiqamətlərdə bərabər şəkildə ötürülür .
Bu bəyanat deyilir Paskal qanunu.
Aşağıdakı təcrübələri Paskal qanunu əsasında asanlıqla izah etmək olar.
Şəkildə müxtəlif yerlərdə kiçik deşikləri olan içi boş bir top göstərilir. Pistonun daxil olduğu topa bir boru əlavə olunur. Topun içinə su çəksəniz və pistonu boruya itələsəniz, o zaman topun bütün deliklərindən su axacaq. Bu təcrübədə, piston borudakı suyun səthinə basır. Pistonun altındakı su hissəcikləri sıxılaraq, təzyiqini daha dərində yerləşən digər təbəqələrə ötürür. Beləliklə, pistonun təzyiqi topu dolduran mayenin hər nöqtəsinə ötürülür. Nəticədə, suyun bir hissəsi bütün çuxurlardan axan eyni axınlar şəklində topdan itələnir.
Top tüstü ilə doludursa, piston boruya itələdikdə, topun bütün deliklərindən eyni tüstü axınları çıxmağa başlayacaq. Bu, bunu təsdiq edir və qazlar onların üzərində yaranan təzyiqi bütün istiqamətlərə bərabər şəkildə ötürür.
Maye və qazda təzyiq.
Mayenin çəkisi borudakı rezin dibinin əyilməsinə səbəb olacaq.
Cazibə qüvvəsi Yerdəki bütün cisimlərdə olduğu kimi mayeyə də təsir edir. Buna görə də qaba tökülən hər bir maye təbəqəsi öz çəkisi ilə təzyiq yaradır ki, bu da Paskal qanununa görə bütün istiqamətlərə ötürülür. Buna görə də mayenin içərisində təzyiq var. Bunu təcrübədən də görmək olar.
Aşağı açılışı nazik bir rezin filmlə örtülmüş bir şüşə boruya su tökün. Borunun dibi mayenin ağırlığının təsiri altında əyiləcək.
Təcrübə göstərir ki, su sütunu rezin filmin üstündə nə qədər yüksəkdirsə, bir o qədər əyilir. Ancaq hər dəfə rezin dib əyildikdən sonra borudakı su tarazlığa gəlir (dayanır), çünki cazibə qüvvəsinə əlavə olaraq, uzanan rezin filmin elastik qüvvəsi suya təsir göstərir.
Rezin filmə təsir edən qüvvələr |
hər iki tərəfdə eynidir. |
İllüstrasiya.
Altındakı yer çəkisi təzyiqi səbəbindən silindrdən uzaqlaşır.
İçərisinə suyun töküldüyü rezin dibi olan borunu başqa, su ilə daha geniş bir qaba endirək. Boru aşağı salındıqca, rezin filmin tədricən düzəldiyini görəcəyik. Filmin tam düzəldilməsi yuxarıdan və aşağıdan ona təsir edən qüvvələrin bərabər olduğunu göstərir. Filmin tam düzəldilməsi boru və qabda suyun səviyyəsi üst-üstə düşdüyü zaman baş verir.
Eyni təcrübə, şəkildə göstərildiyi kimi, bir rezin filmin yan açılışı əhatə etdiyi bir boru ilə həyata keçirilə bilər, a. Gəlin, şəkildə göstərildiyi kimi bu borunu su ilə başqa bir qaba batıraq. b... Boru və qabdakı suyun səviyyəsi bərabərləşən kimi filmin yenidən düzələcəyini görəcəyik. Bu o deməkdir ki, rezin folqa üzərində hərəkət edən qüvvələr hər tərəfdən eynidir.
Gəlin dibi düşə bilən bir gəmi götürək. Gəlin onu bir banka suya qoyaq. Bu vəziyyətdə, dibi gəminin kənarına sıx şəkildə basılacaq və düşməyəcəkdir. Aşağıdan yuxarıya doğru yönəldilmiş su təzyiqinin qüvvəsi ilə sıxılır.
Diqqətlə qaba su töküb dibinə baxacağıq. Gəmidəki suyun səviyyəsi bankadakı suyun səviyyəsi ilə üst-üstə düşən kimi o, gəmidən düşəcək.
Ayırma anında qabdakı maye sütunu yuxarıdan aşağıya, aşağıdan yuxarıya doğru sıxılır, eyni maye sütununun təzyiqi, lakin sahildə yerləşən mayenin təzyiqinə keçir. alt. Bu təzyiqlərin hər ikisi eynidir, lakin dibi üzərindəki təsirə görə silindrdən uzaqlaşır. öz gücüşiddət.
Su ilə təcrübələr yuxarıda təsvir edilmişdir, lakin suyun əvəzinə hər hansı başqa maye götürsəniz, təcrübənin nəticələri eyni olacaqdır.
Deməli, təcrübələr bunu göstərir mayenin daxilində təzyiq var və eyni səviyyədə bütün istiqamətlərdə eynidir. Dərinlik artdıqca təzyiq artır.
Bu baxımdan qazlar mayelərdən fərqlənmir, çünki onların da çəkisi var. Ancaq yadda saxlamalıyıq ki, qazın sıxlığı mayenin sıxlığından yüz dəfələrlə azdır. Gəmidəki qazın çəkisi kiçikdir və bir çox hallarda onun "çəki" təzyiqini nəzərə almamaq olar.
Damarın dibinə və divarlarına maye təzyiqinin hesablanması.
Damarın dibinə və divarlarına maye təzyiqinin hesablanması.
Gəminin dibinə və divarlarına mayenin təzyiqinin necə hesablana biləcəyini nəzərdən keçirək. Əvvəlcə düzbucaqlı paralelepiped şəklində olan gəmi üçün məsələni həll edək.
güc F, onunla bu qaba tökülən maye onun dibinə basır, çəkiyə bərabərdir P gəmidəki maye. Mayenin çəkisini onun kütləsini bilməklə müəyyən etmək olar m... Bildiyiniz kimi, kütlə düsturla hesablana bilər: m = ρ V... Seçdiyimiz qaba tökülən mayenin həcmini hesablamaq asandır. Əgər qabda maye sütununun hündürlüyü hərflə işarələnirsə h, və gəminin dibinin sahəsi S, sonra V = S h.
Maye kütləsi m = ρ V, və ya m = ρ S h .
Bu mayenin çəkisi P = g m, və ya P = g ρ S h.
Maye sütununun çəkisi mayenin qabın dibinə basdığı qüvvəyə bərabər olduğundan çəki bölməklə P Meydana S, mayenin təzyiqini alırıq səh:
p = P / S və ya p = g ρ S h / S,
Qabın altındakı mayenin təzyiqini hesablamaq üçün bir düstur əldə etdik. Bu düstur bunu göstərir qabın altındakı mayenin təzyiqi yalnız maye sütununun sıxlığından və hündürlüyündən asılıdır.
Buna görə də, alınan düstura görə, qaba tökülən mayenin təzyiqini hesablamaq olar istənilən forma(Əsl desək, hesablamamız yalnız düz prizma və silindr formasına malik olan qablar üçün uyğundur. İnstitut üçün fizika kurslarında düsturun ixtiyari formalı qab üçün də doğru olduğu sübut edilmişdir). Bundan əlavə, gəminin divarlarına təzyiqi hesablamaq üçün istifadə edilə bilər. Eyni dərinlikdəki təzyiq bütün istiqamətlərdə eyni olduğu üçün aşağıdan yuxarıya doğru olan təzyiq də daxil olmaqla mayenin daxilindəki təzyiq də bu düsturla hesablanır.
Təzyiq düstura görə hesablanarkən p = gρh sıxlıq lazımdır ρ kubmetrə görə kiloqramla (kq / m3) və maye sütununun hündürlüyü ilə ifadə edilir h- metrlə (m), g= 9,8 N / kq, onda təzyiq paskallarda (Pa) ifadə olunacaq.
Misal... Yağ sütununun hündürlüyü 10 m və sıxlığı 800 kq / m 3 olduqda, çənin altındakı yağ təzyiqini təyin edin.
Problemin vəziyyətini yazaq və yazaq.
verilmiş :
ρ = 800 kq / m 3
Həll :
p = 9,8 N / kq · 800 kq / m 3 · 10 m ≈ 80,000 Pa ≈ 80 kPa.
Cavab verin : p ≈ 80 kPa.
Rabitə gəmiləri.
Rabitə gəmiləri.
Şəkildə rezin boru ilə birləşdirilmiş iki gəmi göstərilir. Belə gəmilər adlanır ünsiyyət qurur... Suvarma qabı, çaydan, qəhvə qabı əlaqə quran gəmilərə misaldır. Təcrübəmizdən bilirik ki, suvarma qabına tökülən su, məsələn, ağızda və içəridə həmişə eyni səviyyədə dayanır.
Ünsiyyət edən gəmilər bizim üçün ümumidir. Məsələn, çaydan, suvarma qabı və ya qəhvə qabı ola bilər. |
Homojen mayenin səthləri istənilən formalı əlaqə gəmilərində eyni səviyyədə qurulur. |
Müxtəlif sıxlıqlı mayelər. |
Aşağıdakı sadə təcrübə əlaqə gəmiləri ilə edilə bilər. Təcrübənin əvvəlində ortadan rezin borunu sıxırıq və borulardan birinə su tökürük. Sonra sıxacını açırıq və hər iki borudakı su səthləri eyni səviyyədə olana qədər su dərhal digər boruya axır. Borulardan birini bir tripodda düzəldə bilərsiniz, digəri isə müxtəlif istiqamətlərdə qaldırıla, endirilə və ya əyilə bilər. Və bu vəziyyətdə, maye sakitləşən kimi, hər iki borudakı səviyyələri bərabərləşəcəkdir.
İstənilən forma və kəsikli əlaqə gəmilərində homojen mayenin səthləri eyni səviyyədə qurulur.(mayenin üstündəki hava təzyiqinin eyni olması şərti ilə) (şək. 109).
Bunu aşağıdakı kimi əsaslandırmaq olar. Maye istirahətdədir, bir gəmidən digərinə keçmir. Bu o deməkdir ki, hər iki gəmidəki təzyiqlər istənilən səviyyədə eynidir. Hər iki qabda olan maye eynidir, yəni eyni sıxlığa malikdir. Buna görə də onun hündürlükləri eyni olmalıdır. Bir qabı qaldırdıqda və ya ona maye əlavə etdikdə, onun içindəki təzyiq artır və təzyiqlər bərabərləşənə qədər maye başqa bir qaba keçir.
Əgər əlaqə quran qablardan birinə bir sıxlıqda, ikincisində isə fərqli sıxlıqda maye tökülərsə, tarazlıqda bu mayelərin səviyyələri eyni olmayacaqdır. Və bu başa düşüləndir. Biz bilirik ki, mayenin qabın altındakı təzyiqi sütunun hündürlüyünə və mayenin sıxlığına düz mütənasibdir. Və bu halda mayelərin sıxlıqları fərqli olacaq.
Bərabər təzyiqlərlə daha yüksək sıxlığa malik maye sütununun hündürlüyü daha aşağı sıxlığa malik maye sütununun hündürlüyündən az olacaq (şəkil).
Bir təcrübə. Havanın kütləsini necə təyin etmək olar.
Hava çəkisi. Atmosfer təzyiqi.
Atmosfer təzyiqinin mövcudluğu.
Atmosfer təzyiqi gəmidəki nadir havanın təzyiqindən daha böyükdür.
Hava, Yerdəki hər hansı bir bədən kimi, cazibə qüvvəsindən təsirlənir və buna görə də havanın çəkisi var. Kütləsini bilməklə havanın çəkisini asanlıqla hesablamaq olar.
Biz sizə eksperimental olaraq havanın kütləsini necə hesablayacağınızı göstərəcəyik. Bunu etmək üçün, tıxaclı güclü bir şüşə top və sıxaclı bir rezin boru götürməlisiniz. Ondan bir nasosla hava çıxarırıq, borunu sıxacla sıxırıq və tərəzidə tarazlayırıq. Sonra rezin borudakı sıxacını açaraq, havanı içəri buraxın. Bu zaman çəkilərin tarazlığı pozulacaq. Onu bərpa etmək üçün kütləsi topun həcmindəki hava kütləsinə bərabər olan başqa bir tərəzi qabına çəkilər qoymalı olacaqsınız.
Təcrübələr 0 ° C temperaturda və normal atmosfer təzyiqində 1 m 3 həcmli havanın kütləsinin 1,29 kq olduğunu müəyyən etdi. Bu havanın çəkisini hesablamaq asandır:
P = g m, P = 9,8 N / kq 1,29 kq ≈ 13 N.
Yeri əhatə edən hava qabığı adlanır atmosfer (yunan dilindən. atmosfer- buxar, hava və kürə- top).
Yerin süni peyklərinin uçuşunun müşahidələrindən göründüyü kimi atmosfer bir neçə min kilometr yüksəkliyə qədər uzanır.
Cazibə qüvvəsinin təsiri ilə atmosferin yuxarı təbəqələri, okean suyu kimi, aşağı təbəqələri sıxır. Yerə birbaşa bitişik olan hava təbəqəsi ən çox sıxılmış vəziyyətdədir və Paskal qanununa görə, onun üzərində yaranan təzyiqi bütün istiqamətlərə ötürür.
Bunun nəticəsində yerin səthi və onun üzərindəki cisimlər havanın bütün qalınlığının təzyiqini yaşayır və ya adətən belə hallarda deyildiyi kimi, Atmosfer təzyiqi .
Atmosfer təzyiqinin mövcudluğu həyatda rastlaşdığımız bir çox hadisələri izah edə bilər. Gəlin onlardan bəzilərinə nəzər salaq.
Şəkildə şüşə borusu göstərilir, onun içərisində borunun divarlarına möhkəm oturan bir piston var. Borunun ucu su ilə endirilir. Pistonu qaldırsanız, onun arxasında su qalxacaq.
Bu fenomen su nasoslarında və bəzi digər cihazlarda istifadə olunur.
Şəkil silindrik bir qabı göstərir. Kranlı bir borunun daxil olduğu bir fiş ilə bağlanır. Hava bir nasosla gəmidən çıxarılır. Sonra borunun ucu suya qoyulur. İndi kranı açsanız, su bulaqda qabın içərisinə səpiləcək. Atmosfer təzyiqi gəmidəki nadir havanın təzyiqindən böyük olduğu üçün su gəmiyə daxil olur.
Yerin hava qabığı niyə mövcuddur?
Bütün cisimlər kimi, Yerin hava qabığını təşkil edən qaz molekulları da Yerə çəkilir.
Bəs niyə onların hamısı Yerin səthinə düşmür? Yerin hava qabığı və atmosferi necə qorunur? Bunu başa düşmək üçün qaz molekullarının fasiləsiz və nizamsız hərəkətdə olduqlarını nəzərə almaq lazımdır. Amma sonra başqa bir sual yaranır: niyə bu molekullar dünya kosmosuna, yəni kosmosa uçmur?
Yer kürəsini tamamilə tərk etmək üçün bir kosmik gəmi və ya raket kimi bir molekulun çox yüksək sürəti (ən azı 11,2 km/s) olmalıdır. Bu sözdə ikinci kosmik sürət... Yerin hava zərfinin əksər molekullarının sürəti bu kosmik sürətdən çox azdır. Buna görə də, onların əksəriyyəti Yerə cazibə qüvvəsi ilə bağlıdır, yalnız cüzi sayda molekullar Yerdən kosmosa uçur.
Molekulların nizamsız hərəkəti və cazibə qüvvəsinin onlara təsiri ona gətirib çıxarır ki, qaz molekulları Yer kürəsinə yaxın kosmosda hava zərfini və ya bizə məlum olan atmosferi əmələ gətirirlər.
Ölçmələr göstərir ki, hündürlüklə hava sıxlığı sürətlə azalır. Beləliklə, Yerdən 5,5 km yüksəklikdə havanın sıxlığı Yer səthindəki sıxlığından 2 dəfə, 11 km yüksəklikdə - 4 dəfə azdır və s. Nə qədər yüksəkdirsə, bir o qədər nadirdir. hava. Və nəhayət, ən yuxarı təbəqələrdə (Yerdən yüzlərlə və minlərlə kilometr hündürlükdə) atmosfer tədricən havasız kosmosa çevrilir. Yerin hava zərfinin dəqiq sərhədi yoxdur.
Düzünü desək, cazibə qüvvəsinin təsirinə görə hər hansı qapalı qabda qazın sıxlığı qabın bütün həcmi boyunca eyni olmur. Qabın dibində qazın sıxlığı onun yuxarı hissələrinə nisbətən daha böyükdür, buna görə də qabdakı təzyiq eyni deyil. Gəminin alt hissəsində yuxarıdan daha böyükdür. Bununla belə, qabın içində olan qaz üçün bu sıxlıq və təzyiq fərqi o qədər kiçikdir ki, bir çox hallarda buna tamamilə məhəl qoyula bilməz, sadəcə olaraq bunu nəzərə almaq lazımdır. Ancaq bir neçə min kilometrə qədər uzanan bir atmosfer üçün fərq əhəmiyyətlidir.
Atmosfer təzyiqinin ölçülməsi. Torricelli təcrübəsi.
Maye sütununun təzyiqini hesablamaq üçün düsturdan istifadə edərək atmosfer təzyiqini hesablamaq mümkün deyil (§ 38). Belə bir hesablama üçün atmosferin hündürlüyünü və havanın sıxlığını bilmək lazımdır. Ancaq atmosferin müəyyən bir sərhədi yoxdur və müxtəlif yüksəkliklərdə hava sıxlığı fərqlidir. Bununla belə, atmosfer təzyiqini 17-ci əsrdə italyan alimi tərəfindən təklif edilən təcrübədən istifadə etməklə ölçmək olar. Evangelista Torricelli , Qalileonun şagirdi.
Torriçellinin təcrübəsi belədir: uzunluğu təxminən 1 m olan, bir ucu möhürlənmiş şüşə boru civə ilə doldurulur. Sonra borunun ikinci ucunu möhkəm bağlayır, çevrilir və civə ilə bir fincana endirilir, burada borunun bu ucu civə səviyyəsinin altında açılır. Maye ilə hər hansı təcrübədə olduğu kimi, civənin bir hissəsi kuboka tökülür, bir hissəsi isə boruda qalır. Boruda qalan civə sütununun hündürlüyü təxminən 760 mm-dir. Borunun içərisində civənin üstündə hava yoxdur, havasız boşluq var, ona görə də bu borunun içərisində heç bir qaz civə sütununun üstünə təzyiq göstərmir və ölçmələrə təsir göstərmir.
Yuxarıda təsvir edilən təcrübəni təklif edən Torricelli də izahat verdi. Atmosfer kubokdakı civənin səthinə sıxılır. Merkuri tarazlıqdadır. Bu, borudakı təzyiqin səviyyədə olması deməkdir aa 1 (şəklə bax) Atmosfer təzyiqinə bərabərdir. Atmosfer təzyiqi dəyişdikdə, borudakı civə sütununun hündürlüyü də dəyişir. Təzyiq artdıqca sütun uzanır. Təzyiq azalması ilə civə sütunu hündürlüyü azalır.
Borunun aa1 səviyyəsindəki təzyiqi borudakı civə sütununun çəkisi ilə yaranır, çünki borunun yuxarı hissəsində civə üzərində hava yoxdur. Buna görə də belə çıxır atmosfer təzyiqi borudakı civə sütununun təzyiqinə bərabərdir , yəni.
səh atm = səh civə.
Atmosfer təzyiqi nə qədər yüksək olarsa, Torricelli təcrübəsində civə sütunu bir o qədər yüksəkdir. Buna görə də, praktikada atmosfer təzyiqi civə sütununun hündürlüyü ilə (millimetr və ya santimetrlə) ölçülə bilər. Məsələn, atmosfer təzyiqi 780 mm Hg olarsa. İncəsənət. ("civə sütununun millimetrləri" deyirlər), bu o deməkdir ki, hava 780 mm hündürlüyə malik civənin şaquli sütununun yaratdığı təzyiqlə eyni təzyiq yaradır.
Nəticədə, bu halda atmosfer təzyiqinin ölçü vahidi kimi 1 millimetr civə (1 mm Hg) götürülür. Bu vahidlə bizə məlum olan vahid arasındakı nisbəti tapaq - paskal(Pa).
1 mm hündürlüyündə civə ρ civə sütununun təzyiqi bərabərdir:
səh = g ρ h, səh= 9,8 N / kq · 13 600 kq / m 3 · 0,001 m ≈ 133,3 Pa.
Beləliklə, 1 mm Hg. İncəsənət. = 133,3 Pa.
Hazırda atmosfer təzyiqi adətən hektopaskallarla ölçülür (1 hPa = 100 Pa). Məsələn, hava hesabatları təzyiqin 760 mm Hg ilə eyni olan 1013 hPa olduğunu elan edə bilər. İncəsənət.
Borudakı civə sütununun hündürlüyünü hər gün müşahidə edən Torricelli aşkar etdi ki, bu hündürlük dəyişir, yəni atmosfer təzyiqi sabit deyil, artıb azala bilər. Torriçelli həmçinin qeyd edib ki, atmosfer təzyiqi havanın dəyişməsi ilə bağlıdır.
Torricelli təcrübəsində istifadə olunan civə ilə boruya şaquli şkala yapışdırılırsa, onda ən sadə cihazı alırsınız - civə barometri (yunan dilindən. baros- şiddət, metr- ölçmə). Atmosfer təzyiqini ölçmək üçün istifadə olunur.
Barometr bir aneroiddir.
Təcrübədə atmosfer təzyiqini ölçmək üçün bir metal barometr istifadə olunur, adlanır aneroid (yunan dilindən tərcümə - aneroid). Bu barometrin adıdır, çünki onun tərkibində civə yoxdur.
Aneroidin görünüşü şəkildə göstərilmişdir. Onun əsas hissəsi dalğavari (büzməli) səthi olan metal qutu 1 (digər şəklə bax). Bu qutudan hava çıxarılır və atmosfer təzyiqinin qutunu əzməməsi üçün onun qapağı 2 yay ilə yuxarı çəkilir. Atmosfer təzyiqi artdıqca örtük aşağıya doğru əyilir və yayı sıxır. Təzyiq azaldıqca, yay örtüyü düzəldir. Təzyiq dəyişdikdə sağa və ya sola hərəkət edən ötürmə mexanizminin 3 köməyi ilə yaya ox işarəsi 4 bərkidilir. Ox altında bir miqyas gücləndirilir, bölmələri civə barometrinin oxunuşlarına uyğun olaraq qeyd olunur. Beləliklə, aneroid oxunun dayandığı 750 rəqəmi (şəklə bax) göstərir ki, hazırda civə barometrində civə sütununun hündürlüyü 750 mm-dir.
Nəticədə, atmosfer təzyiqi 750 mm civə sütunudur. İncəsənət. və ya ≈ 1000 hPa.
Atmosfer təzyiqinin dəyəri yaxın günlər üçün hava şəraitini proqnozlaşdırmaq üçün çox vacibdir, çünki atmosfer təzyiqinin dəyişməsi hava şəraitinin dəyişməsi ilə əlaqələndirilir. Barometr meteoroloji müşahidələr üçün zəruri alətdir.
Müxtəlif yüksəkliklərdə atmosfer təzyiqi.
Mayedə təzyiq, bildiyimiz kimi, mayenin sıxlığından və sütununun hündürlüyündən asılıdır. Aşağı sıxılma qabiliyyətinə görə müxtəlif dərinliklərdə mayenin sıxlığı demək olar ki, eynidir. Buna görə də təzyiqi hesablayarkən biz onun sıxlığını sabit hesab edirik və yalnız hündürlüyün dəyişməsini nəzərə alırıq.
Qazlarla bağlı vəziyyət daha mürəkkəbdir. Qazlar yüksək sıxılma qabiliyyətinə malikdir. Və qaz nə qədər çox sıxılırsa, sıxlığı bir o qədər çox olur və bir o qədər çox təzyiq yaradır. Axı, qaz təzyiqi onun molekullarının bədənin səthinə təsirindən yaranır.
Yer səthinə yaxın olan hava təbəqələri onların üzərindəki bütün hava təbəqələri tərəfindən sıxılır. Ancaq hava təbəqəsi səthdən nə qədər yüksəkdirsə, bir o qədər zəif sıxılır, sıxlığı bir o qədər aşağı olur. Nəticədə, daha az təzyiq yaradır. Əgər, məsələn, şar Yerin səthindən yuxarı qalxır, sonra topdakı hava təzyiqi azalır. Bu, yalnız yuxarıdakı hava sütununun hündürlüyü azaldığı üçün deyil, həm də havanın sıxlığı azaldığı üçün baş verir. Yuxarıda aşağıdan daha kiçikdir. Buna görə də, hava təzyiqinin hündürlükdən asılılığı mayelərə nisbətən daha mürəkkəbdir.
Müşahidələr göstərir ki, dəniz səviyyəsində yerləşən ərazilərdə atmosfer təzyiqi orta hesabla 760 mm civə sütunu təşkil edir. İncəsənət.
0 ° C temperaturda hündürlüyü 760 mm olan civə sütununun təzyiqinə bərabər olan atmosfer təzyiqi normal atmosfer təzyiqi adlanır..
Normal atmosfer təzyiqi 101 300 Pa = 1013 hPa bərabərdir.
Hündürlük nə qədər yüksək olsa, təzyiq bir o qədər aşağı olar.
Kiçik yüksəlişlərlə, orta hesabla, hər 12 m yüksəliş üçün təzyiq 1 mm Hg azalır. İncəsənət. (və ya 1,33 hPa).
Təzyiqin hündürlükdən asılılığını bilərək, barometr oxunuşlarını dəyişdirərək dəniz səviyyəsindən yüksəkliyi təyin edə bilərsiniz. Dəniz səviyyəsindən hündürlüyün birbaşa ölçülə biləcəyi miqyaslı aneroidlər adlanır hündürlükölçənlər ... Onlar aviasiyada və dağlara qalxarkən istifadə olunur.
Manometrlər.
Atmosfer təzyiqini ölçmək üçün barometrlərdən istifadə edildiyini artıq bilirik. Atmosfer təzyiqindən yüksək və ya aşağı təzyiqləri ölçmək üçün istifadə edin manometrlər (yunan dilindən. manos- nadir, boş, metr- ölçmə). Təzyiq ölçənlərdir maye və Metal.
Əvvəlcə cihazı və hərəkəti nəzərdən keçirin. açıq maye təzyiqölçən... Bir növ mayenin töküldüyü iki dizli şüşə borudan ibarətdir. Maye hər iki dizdə eyni səviyyədə qurulur, çünki gəminin dizlərində onun səthində yalnız atmosfer təzyiqi hərəkət edir.
Belə bir təzyiq ölçmə cihazının necə işlədiyini başa düşmək üçün, bir tərəfi rezin filmlə örtülmüş dəyirmi düz qutuya bir rezin boru ilə birləşdirilə bilər. Barmağınızı plyonkaya sıxsanız, qutuya qoşulmuş manometrin dizində maye səviyyəsi azalacaq, digər dizdə isə yüksələcək. Bunu necə izah etmək olar?
Filmin üzərinə basmaq qutuda hava təzyiqini artırır. Paskal qanununa görə təzyiqin bu artımı qutuya qoşulmuş manometrin dirsək hissəsindəki mayeyə ötürülür. Buna görə də, bu dirsəkdəki maye üzərində təzyiq digərinə nisbətən daha çox olacaq, burada yalnız atmosfer təzyiqi mayeyə təsir göstərir. Bu artıq təzyiqin qüvvəsinin təsiri altında maye hərəkət etməyə başlayacaq. Sıxılmış hava ilə dizdə maye aşağı düşəcək, digərində - yüksələcək. Sıxılmış havanın artıq təzyiqi manometrin digər dirsəsində artıq maye sütununu yaradan təzyiqlə balanslaşdırıldıqda maye tarazlığa (dayanacaq) gələcək.
Filmə nə qədər çox bassanız, artıq maye sütunu nə qədər yüksək olarsa, onun təzyiqi bir o qədər çox olar. Beləliklə, təzyiqin dəyişməsi bu artıq sütunun hündürlüyü ilə qiymətləndirilə bilər.
Şəkil belə bir manometrin maye içərisində təzyiqi necə ölçə biləcəyini göstərir. Boru mayenin içinə nə qədər dərinləşərsə, manometrin dizlərindəki maye sütunlarının hündürlüklərindəki fərq bir o qədər çox olur., buna görə də, və daha çox təzyiq maye istehsal edir.
Cihaz qutusunu mayenin içərisində müəyyən bir dərinlikdə quraşdırsanız və filmlə yuxarı, yan və aşağı çevirsəniz, manometr oxunuşları dəyişməyəcək. Bu belə olmalıdır, çünki mayenin içərisində eyni səviyyədə, təzyiq bütün istiqamətlərdə eynidir.
Şəkil göstərir metal təzyiqölçən ... Belə bir manometrin əsas hissəsi bir boruya əyilmiş bir metal borudur. 1 bir ucu bağlıdır. Borunun digər ucu bir kran ilə 4 təzyiqin ölçüldüyü gəmi ilə əlaqə saxlayır. Təzyiq artdıqca boru bükülür. Bir qolu istifadə edərək qapalı ucunu hərəkət etdirin 5 və dişlilər 3 oxa keçdi 2 cihazın miqyası ətrafında hərəkət edir. Təzyiqin azalması ilə boru elastikliyinə görə əvvəlki vəziyyətinə, ox isə miqyasda sıfır bölgüyə qayıdır.
Pistonlu maye nasosu.
Daha əvvəl müzakirə etdiyimiz təcrübədə (§ 40) atmosfer təzyiqinin təsiri altında şüşə borudakı suyun pistonun arxasına qalxdığı aşkar edilmişdir. Aksiya buna əsaslanır piston nasoslar.
Pompa şəkildə sxematik şəkildə göstərilmişdir. İçərisində yuxarı və aşağı enən, gəminin divarlarına, pistona möhkəm oturan silindrdən ibarətdir. 1 ... Valflar silindrin aşağı hissəsində və pistonun özündə quraşdırılır 2 yalnız yuxarıya doğru açılır. Piston yuxarıya doğru hərəkət etdikdə, atmosfer təzyiqinin təsiri altında su boruya daxil olur, alt klapanı qaldırır və pistonun arxasında hərəkət edir.
Piston aşağı hərəkət edərkən, pistonun altındakı su aşağı klapanı sıxır və o, bağlanır. Eyni zamanda, suyun təzyiqi altında, pistonun içərisində bir klapan açılır və su pistonun üstündəki boşluğa axır. Pistonun növbəti yuxarı hərəkəti ilə onun üstündəki su da onunla olan yerdə yüksəlir, bu da çıxış borusuna tökülür. Eyni zamanda, pistonun arxasında suyun yeni bir hissəsi yüksəlir, bu da pistonun sonrakı endirilməsi zamanı onun üstündə olacaq və nasos işləyərkən bütün bu prosedur təkrar-təkrar təkrarlanır.
Hidravlik pres.
Paskal qanunu hərəkəti izah edir hidravlik maşın (yunan dilindən. hidravlikos- su). Bunlar hərəkəti və mayelərin tarazlığı qanunlarına əsaslanan maşınlardır.
Hidravlik maşının əsas hissəsi pistonlar və birləşdirici boru ilə təchiz edilmiş müxtəlif diametrli iki silindrdir. Pistonların və borunun altındakı boşluq maye (adətən mineral yağ) ilə doldurulur. Hər iki silindrdəki maye sütunlarının hündürlüyü pistonlara heç bir qüvvə təsir etmədiyi müddətcə eynidir.
İndi qüvvələr olduğunu fərz edək F 1 və F 2 - pistonlara təsir edən qüvvələr, S 1 və S 2 - pistonların sahəsi. Birinci (kiçik) pistonun altındakı təzyiqdir səh 1 = F 1 / S 1 və ikincinin altında (böyük) səh 2 = F 2 / S 2. Paskal qanununa görə, istirahətdə olan mayenin təzyiqi bütün istiqamətlərə eyni şəkildə ötürülür, yəni. səh 1 = səh 2 və ya F 1 / S 1 = F 2 / S 2, haradan:
F 2 / F 1 = S 2 / S 1 .
Beləliklə, güc F 2 dəfələrlə daha çox güc F 1 , böyük pistonun sahəsi kiçik pistonun sahəsindən neçə dəfə böyükdür... Məsələn, böyük pistonun sahəsi 500 sm 2, kiçik porşen isə 5 sm 2-dirsə və kiçik pistona 100 N qüvvə təsir edərsə, daha böyük pistona 100 dəfə böyük bir qüvvə təsir edəcəkdir. , yəni 10.000 N.
Beləliklə, hidravlik maşının köməyi ilə kiçik bir qüvvə ilə daha böyük bir qüvvəni tarazlaşdırmaq mümkündür.
Münasibət F 1 / F 2 güc artımını göstərir. Məsələn, göstərilən nümunədə güc artımı 10.000 N / 100 N = 100-dir.
Basma (sıxma) üçün istifadə edilən hidravlik maşın deyilir hidravlik pres .
Hidravlik preslər çox güc tələb olunan yerlərdə istifadə olunur. Məsələn, yağ dəyirmanlarında toxumdan yağ sıxmaq üçün, faner, karton, ot basmaq üçün. Aktiv metallurgiya zavodları Hidravlik preslər polad maşın valları, dəmir yolu təkərləri və bir çox başqa məhsulların istehsalı üçün istifadə olunur. Müasir hidravlik preslər on və yüz milyonlarla Nyuton inkişaf etdirə bilər.
Hidravlik presin cihazı şəkildə sxematik şəkildə göstərilmişdir. Basılacaq gövdə 1 (A) böyük porşenlə 2 (B) birləşdirilmiş platformaya yerləşdirilir. Kiçik porşen 3 (D) maye üzərində çox təzyiq yaradır. Bu təzyiq silindrləri dolduran mayenin hər nöqtəsinə ötürülür. Buna görə də, eyni təzyiq ikinci, böyük pistona təsir göstərir. Lakin 2-ci (böyük) pistonun sahəsi kiçik olanın sahəsindən böyük olduğundan, ona təsir edən qüvvə piston 3-ə (D) təsir edən qüvvədən daha böyük olacaqdır. Bu qüvvə pistonu 2 (B) qaldıracaq. Piston 2 (B) qalxdıqda gövdə (A) stasionar üst platformaya söykənir və sıxılır. Manometr 4 (M) mayenin təzyiqini ölçür. Maye təzyiqi icazə verilən dəyəri aşdıqda təhlükəsizlik klapan 5 (P) avtomatik olaraq açılır.
Kiçik silindrdən böyük mayeyə kiçik pistonun 3 (D) təkrar hərəkətləri ilə vurulur. Bu aşağıdakı şəkildə edilir. Kiçik porşen (D) qalxdıqda klapan 6 (K) açılır və maye pistonun altındakı boşluğa sorulur. Kiçik porşen maye təzyiqi ilə aşağı salındıqda, klapan 6 (K) bağlanır və klapan 7 (K ") açılır və maye böyük gəmiyə axır.
Su və qazın onlara batırılmış bir bədənə təsiri.
Suyun altında havada çətinliklə qalxan daşı asanlıqla götürə bilərik. Mantarı suyun altına batırsanız və əllərinizdən azad etsəniz, üzəcək. Bu hadisələri necə izah etmək olar?
Biz bilirik ki, (§ 38) maye qabın dibinə və divarlarına basır. Və əgər mayenin içərisinə hər hansı bərk cisim qoyularsa, o da gəminin divarları kimi təzyiqə məruz qalacaq.
Mayenin yan tərəfdən ona batırılmış bir cismə təsir edən qüvvələri nəzərdən keçirək. Düşünməyi asanlaşdırmaq üçün, mayenin səthinə paralel əsasları olan paralelepiped formasına malik bir gövdə seçin (şəkil). Bədənin yan üzlərinə təsir edən qüvvələr cütlükdə bərabərdir və bir-birini tarazlayır. Bu qüvvələrin təsiri altında bədən sıxılır. Ancaq bədənin yuxarı və aşağı kənarlarına təsir edən qüvvələr eyni deyil. Zorla yuxarıdan yuxarı kənara basmaq F 1 sütun yüksək maye h 1 . Aşağı kənarın səviyyəsində təzyiq hündürlüyü olan bir maye sütunu yaradır h 2. Bu təzyiq, bildiyimiz kimi (§ 37) mayenin içərisində bütün istiqamətlərə ötürülür. Buna görə də, bədənin aşağı kənarında aşağıdan yuxarıya güclə F 2 hündürlüyü olan bir maye sütununu əzir h 2. Amma h daha 2 h 1, buna görə də, qüvvə modulu F Daha 2 güc modulu F 1 . Buna görə də bədən bir qüvvə ilə mayedən itələnir F vyt, qüvvələrin fərqinə bərabərdir F 2 - F 1, yəni.
Lakin S · h = V, burada V paralelepipedin həcmi, ρ w · V = m w isə paralelepipedin həcmindəki mayenin kütləsidir. Beləliklə, F vyt = g m w = P w, yəni. üzmə qüvvəsi ona batırılmış cismin həcmində mayenin çəkisinə bərabərdir(üzərmə qüvvəsi ona batırılmış cismin həcmi ilə eyni həcmli mayenin çəkisinə bərabərdir). Bir cismi mayenin içindən itələyən bir qüvvənin mövcudluğu təcrübə ilə asanlıqla aşkar edilə bilər. Şəkil üzərində a sonunda ox işarəsi olan bulaqdan asılmış bədəni təsvir edir. Bir ox ştativdəki yayın uzantısını qeyd edir. Bədən suya buraxıldıqda, bulaq büzülür (şək., b). Bədəndə aşağıdan yuxarıya bir az qüvvə ilə hərəkət etsəniz, məsələn, əlinizlə sıxsanız (qaldırsanız) yayın eyni daralması əldə ediləcəkdir. Buna görə də təcrübə bunu təsdiqləyir mayedəki cismə bu cismi mayedən itələyən qüvvə təsir edir. Bildiyimiz kimi, Paskal qanunu qazlara da aiddir. Buna görə də qazdakı cisimlər onları qazdan itələyən qüvvəyə məruz qalır... Bu qüvvə balonların yuxarı qalxmasına səbəb olur. Bir cismi qazdan itələyən qüvvənin mövcudluğu eksperimental olaraq da müşahidə edilə bilər. Qısaldılmış tərəzi qabına tıxacla bağlanmış bir şüşə kürə və ya böyük kolba asın. Tərəzilər balanslıdır. Sonra kolbanın (yaxud topun) altına bütün kolbanı əhatə edən geniş qab qoyulur. Gəmi, sıxlığı havanın sıxlığından daha böyük olan karbon qazı ilə doldurulur (buna görə də, karbon qazı aşağı enir və gəmini doldurur, ondan havanı çıxarır). Bu zaman çəkilərin tarazlığı pozulur. Asılı kolba olan fincan yuxarı qalxır (şək.). Karbon qazına batırılmış kolba havada olduğundan daha böyük üzmə qüvvəsinə malikdir. Cismi maye və ya qazdan itələyən qüvvə bu cismə tətbiq edilən cazibə qüvvəsinin əksinədir. Buna görə də, prokosmos). Bu, suda bəzən havada çətinliklə saxladığımız cisimləri niyə asanlıqla qaldırdığımızı izah edir. Yaydan kiçik bir çömçə və silindrik gövdə asılır (şəkil A). Tripoddakı ox yayın gərginliyini göstərir. Bədənin havadakı ağırlığını göstərir. Bədəni qaldırdıqdan sonra, onun altına maye ilə doldurulmuş bir ebb gəmisi qoyulur. Bundan sonra bədən tamamilə mayeyə batırılır (şəkil, B). Harada həcmi bədənin həcminə bərabər olan mayenin bir hissəsi tökülür batmış gəmidən stəkana. Yay büzülür və yay göstəricisi yuxarıya doğru hərəkət edir, bu mayedə bədən çəkisinin azaldığını göstərir. Bu zaman cismə cazibə qüvvəsindən əlavə başqa qüvvə də təsir edərək onu mayedən itələyir. Şüşədən maye yuxarı vedrəyə (yəni bədən tərəfindən yerindən salınmış) tökülərsə, yay göstəricisi ilkin vəziyyətinə qayıdacaqdır (Şəkil, C). Bu təcrübəyə əsaslanaraq belə qənaətə gələ bilərik mayeyə tamamilə batırılmış cismi itələyən qüvvə bu cismin həcmindəki mayenin çəkisinə bərabərdir. ... Eyni nəticəni § 48-də aldıq. Bənzər bir təcrübə hər hansı qaza batırılmış cisimlə aparılsaydı, bunu göstərərdi bədəni qazdan itələyən qüvvə də bədənin həcmində alınan qazın çəkisinə bərabərdir . Bir cismi maye və ya qazdan çıxaran qüvvəyə deyilir Arximed qüvvəsi, alimin şərəfinə Arximed , ilk olaraq onun varlığına işarə edən və dəyərini hesablayan. Beləliklə, təcrübə Arximed (və ya üzmə) qüvvəsinin bədənin həcmindəki mayenin çəkisinə bərabər olduğunu təsdiqlədi, yəni. F A = P w = g m f. Bədən tərəfindən yerdəyişdirilmiş mayenin kütləsi mw sıxlığı ilə ifadə edilə bilər ρ w və mayeyə batırılmış cismin həcmi V t (çünki V w - bədən tərəfindən yerdəyişdirilmiş mayenin həcmi V t-ə bərabərdir - mayeyə batırılmış cismin həcmi), yəni m w = ρ w V t.Onda alırıq: F A = g ρ f V T Nəticə etibarilə, Arximed qüvvəsi cismin batırıldığı mayenin sıxlığından və bu cismin həcmindən asılıdır. Ancaq bu, məsələn, mayeyə batırılmış bir cismin maddəsinin sıxlığından asılı deyil, çünki bu dəyər nəticədə alınan düstura daxil edilmir. İndi mayeyə (və ya qaza) batırılmış cismin çəkisini təyin edək. Bu vəziyyətdə bədənə təsir edən iki qüvvə əks istiqamətə yönəldildiyi üçün (cazibə qüvvəsi aşağı, Arximed qüvvəsi isə yuxarıdır), onda bədənin mayedəki çəkisi P 1 olacaqdır. daha az çəki vakuumda olan cisimlər P = g m Arximed qüvvəsi üzərində F A = g m w (harada m g bədən tərəfindən yerdəyişdirilmiş maye və ya qazın kütləsidir). Beləliklə, bir cisim maye və ya qaza batırılırsa, onun yerindən çıxardığı maye və ya qazın çəkisi qədər çəki itirir.. Misal... Dəniz suyunda həcmi 1,6 m 3 olan daşa təsir edən üzmə qüvvəsini təyin edin. Məsələnin vəziyyətini yazaq və həll edək. Üzən cisim mayenin səthinə çatdıqda, onun daha da yuxarı hərəkəti ilə Arximed qüvvəsi azalacaq. Niyə? Amma ona görə ki, bədənin mayeyə batırılmış hissəsinin həcmi azalacaq və Arximed qüvvəsi bədənin ona batırılmış hissəsinin həcmindəki mayenin çəkisinə bərabərdir. Arximed qüvvəsi cazibə qüvvəsinə bərabər olduqda, cisim dayanacaq və mayenin səthində qismən batırılaraq üzəcək. Bu nəticə təcrübə ilə asanlıqla təsdiqlənə bilər. Çıxış borusunun səviyyəsinə qədər çıxış qabına su tökün. Bundan sonra, üzən bədəni əvvəlcədən havada çəkərək gəmiyə batıracağıq. Suya endikdən sonra bədən suya batırılmış bədənin bir hissəsinin həcminə bərabər olan bir həcmdə su sıxışdırır. Bu suyu ölçdükdən sonra onun çəkisinin (Arximed qüvvəsi) üzən cismə təsir edən cazibə qüvvəsinə və ya bu cismin havadakı çəkisinə bərabər olduğunu görürük. Fərqli mayelərdə - suda, spirtdə, duz məhlulunda üzən hər hansı digər cisimlə eyni təcrübələr apararaq əmin olmaq olar ki, bir cisim mayedə üzürsə, onun yerindən çıxardığı mayenin çəkisi bu cismin havadakı çəkisinə bərabərdir.. Bunu sübut etmək asandır bərk bərk cismin sıxlığı mayenin sıxlığından böyükdürsə, bədən belə mayenin içinə batır. Sıxlığı daha az olan cisim bu mayenin içində üzür... Məsələn, bir dəmir parçası suda batır, lakin civədə üzür. Sıxlığı mayenin sıxlığına bərabər olan cisim maye içərisində tarazlıqda qalır. Buz suyun səthində üzür, çünki onun sıxlığı suyun sıxlığından azdır. Bədənin sıxlığı mayenin sıxlığı ilə müqayisədə nə qədər aşağı olarsa, bədənin daha az hissəsi mayeyə batırılır. . Bədənin və mayenin bərabər sıxlığı ilə bədən mayenin içərisində istənilən dərinlikdə üzür. Qarışmayan iki maye, məsələn su və kerosin, sıxlıqlarına uyğun olaraq qabda yerləşir: qabın aşağı hissəsində - daha sıx su (ρ = 1000 kq / m 3), yuxarıda - daha yüngül kerosin (ρ = 800) kq / m 3) ... Su mühitində yaşayan canlı orqanizmlərin orta sıxlığı suyun sıxlığından az fərqlənir, buna görə də onların çəkisi Arximed qüvvəsi ilə demək olar ki, tamamilə balanslaşdırılmışdır. Bunun sayəsində su heyvanlarının qurudakı kimi güclü və kütləvi skeletlərə ehtiyacı yoxdur. Eyni səbəbdən su bitkilərinin gövdələri elastikdir. Balığın üzmə kisəsi həcmini asanlıqla dəyişir. Balıq əzələlərin köməyi ilə böyük bir dərinliyə endikdə və üzərindəki suyun təzyiqi artdıqda, qabarcıq büzülür, balığın bədəninin həcmi azalır və o, yuxarıya doğru itələnmir, əksinə, dərinlikdə üzür. Beləliklə, balıqlar müəyyən hədlər daxilində suya batırılma dərinliyini tənzimləyə bilirlər. Balinalar ağciyər tutumunu artıraraq və azaltmaqla suya batırılma dərinliyini tənzimləyirlər. Üzən gəmilər.Çaylarda, göllərdə, dənizlərdə və okeanlarda üzən gəmilər hazırlanır müxtəlif materiallar müxtəlif sıxlığı ilə. Gəmilərin gövdələri adətən polad təbəqələrdən hazırlanır. Gəmilərə möhkəmlik verən bütün daxili bərkidicilər də metaldan hazırlanır. Gəmilərin tikintisi üçün istifadə olunur müxtəlif materiallar su ilə müqayisədə həm daha yüksək, həm də aşağı sıxlığa malik olan. Gəmilər suda necə qalır, gəmiyə minir və böyük yüklər daşıyır? Üzən cisimlə aparılan təcrübə (§ 50) göstərdi ki, bədən sualtı hissəsi ilə o qədər suyu sıxışdırır ki, bu suyun çəkisi bədənin havadakı çəkisinə bərabərdir. Bu, hər hansı bir gəmi üçün də doğrudur. Gəminin sualtı hissəsi ilə yerdəyişən suyun çəkisi yükü havada olan gəminin çəkisinə və ya yüklə birlikdə gəmiyə təsir edən cazibə qüvvəsinə bərabərdir.. Gəminin suya batırıldığı dərinliyə deyilir çöküntü ... Maksimum icazə verilən sulama gəminin gövdəsində adlanan qırmızı xətt ilə qeyd olunur su xətti (Hollandiya dilindən. su- su). Gəminin su xəttinə batdığı zaman yerindən çıxardığı suyun çəkisi, yükü olan gəmiyə təsir edən cazibə qüvvəsinə bərabər, gəminin yerdəyişməsi adlanır.. Hazırda neftin daşınması üçün yerdəyişmə qabiliyyəti 5.000.000 kN (5 · 10 6 kN) və daha çox, yəni çəkisi 500.000 ton (5 · 10 5 ton) və daha çox olan gəmilər tikilir. Gəminin özünün çəkisini yerdəyişmədən çıxarsaq, bu gəminin daşıma qabiliyyətini alırıq. Daşıma qabiliyyəti gəminin daşıdığı yükün çəkisini göstərir. Gəmiqayırma Qədim Misirdə, Finikiyada (finikiyalıların ən yaxşı gəmiqayıranlardan biri olduğuna inanılır), qədim Çində mövcud idi. Rusiyada gəmiqayırma 17-18-ci əsrlərin əvvəllərində yaranmışdır. Əsasən hərbi gəmilər tikilirdi, lakin ilk buzqıran gəmi, daxili yanma mühərrikli gəmilər və atom buzqıran "Arktika" məhz Rusiyada tikilmişdir. Aeronavtika.1783-cü ildə Montqolfier qardaşlarının şarını təsvir edən rəsm: “Şarın görünüşü və dəqiq ölçüləri Yer"Bu, birinci idi". 1786 Qədim dövrlərdən bəri insanlar dənizdə üzdükləri kimi buludların üzərində uçmağı, havalı okeanda üzməyi xəyal edirdilər. Aeronavtika üçün əvvəlcə ya qızdırılan hava, ya da hidrogen və ya heliumla doldurulmuş şarlar istifadə edildi. Balonun havaya qalxması üçün Arximed qüvvəsi (üzərmə qabiliyyəti) lazımdır. F Və top üzərində hərəkət edərək, cazibə qüvvəsindən daha böyük idi F ağır, yəni. F A> F ağır Top yuxarı qalxdıqca ona təsir edən Arximed qüvvəsi azalır ( F A = gρV), çünki atmosferin yuxarı qatının sıxlığı Yer səthindən azdır. Daha yüksəklərə qalxmaq üçün topdan xüsusi balast (çəki) düşür və bu, topu yüngülləşdirir. Nəhayət, top maksimum qaldırma hündürlüyünə çatır. Qazın bir hissəsi xüsusi bir klapan istifadə edərək topu qabığından çıxarmaq üçün buraxılır. Üfüqi istiqamətdə balon yalnız küləyin təsiri altında hərəkət edir, buna görə də deyilir şar (yunan dilindən aer- hava, stato- ayaqda). Atmosferin yuxarı təbəqələrini, stratosferi öyrənmək üçün bir müddət əvvəl nəhəng şarlar istifadə edilmişdir - stratosfer balonları . Sərnişinlərin və yüklərin hava ilə daşınması üçün böyük təyyarələrin necə qurulacağını öyrənməzdən əvvəl idarə olunan şarlar istifadə olunurdu - hava gəmiləri... Onların uzanmış bir forması var, gövdənin altında mühərriki olan bir gondol asılmışdır, bu da pervaneyi idarə edir. Balon təkcə öz-özünə qalxmır, həm də bəzi yükləri qaldıra bilər: kabin, insanlar, cihazlar. Buna görə də, balonu hansı yükün qaldıra biləcəyini öyrənmək üçün onu müəyyən etmək lazımdır qaldır. Tutaq ki, məsələn, heliumla doldurulmuş 40 m 3 şar havaya buraxıldı. Kürənin qabığını dolduran heliumun kütləsi bərabər olacaq: Bu o deməkdir ki, bu top 520 N - 71 N = 449 N ağırlığında bir yükü qaldıra bilər. Bu, onun qaldırma qüvvəsidir. Eyni həcmli, lakin hidrogenlə doldurulmuş top 479 N yükü qaldıra bilər. Bu o deməkdir ki, onun qaldırma qüvvəsi heliumla doldurulmuş topdan daha böyükdür. Ancaq buna baxmayaraq, helium daha tez-tez istifadə olunur, çünki yanmır və buna görə də daha təhlükəsizdir. Hidrogen yanan qazdır. İsti hava ilə doldurulmuş balonu qaldırmaq və endirmək çox asandır. Bunun üçün topun aşağı hissəsindəki çuxurun altında bir ocaq yerləşdirilir. köməyi ilə qaz ocağı topun daxilində havanın temperaturunu tənzimləmək mümkündür ki, bu da onun sıxlığı və üzmə qabiliyyəti deməkdir. Topun yuxarı qalxması üçün içindəki havanı qızdırmaq, ocağın alovunu artırmaq kifayətdir. Brülörün alovu azaldıqda, topdakı hava istiliyi azalır və top aşağı düşür. Siz topun və kokpitin çəkisinin üzmə qüvvəsinə bərabər olacağı topun temperaturunu seçə bilərsiniz. Sonra top havada asılacaq və ondan müşahidələr aparmaq asan olacaq. Elm inkişaf etdikcə aviasiya texnologiyasında əhəmiyyətli dəyişikliklər baş verdi. Balonlar üçün möhkəm, şaxtaya davamlı və yüngül olan yeni qabıqlardan istifadə etmək mümkün oldu. Radiotexnika, elektronika və avtomatlaşdırma sahəsindəki irəliləyişlər pilotsuz hava şarlarının dizaynını mümkün etmişdir. Bu şarlar hava axınlarını öyrənmək, atmosferin aşağı hissəsində coğrafi və biotibbi tədqiqatlar aparmaq üçün istifadə olunur. Təzyiq təbiətdə və insan həyatında xüsusi rol oynayan fiziki kəmiyyətdir. Bu görünməz hadisə təkcə ətraf mühitin vəziyyətinə təsir etmir, həm də hər kəs tərəfindən çox yaxşı hiss olunur. Gəlin bunun nə olduğunu, hansı növlərinin olduğunu və müxtəlif mühitlərdə təzyiqi (düsturunu) necə tapmaq lazım olduğunu görək. Fizika və kimyada təzyiq adlanan şeyBu termin, təsir etdiyi səth sahəsinə tətbiq olunan təzyiqə perpendikulyar qüvvənin nisbəti ilə ifadə olunan mühüm termodinamik kəmiyyətə aiddir. Bu fenomen işlədiyi sistemin ölçüsündən asılı deyil, buna görə də intensiv kəmiyyətlərə aiddir. Tarazlıq vəziyyətində sistemin bütün nöqtələri üçün təzyiq eyni olur. Fizika və kimyada bu, "P" hərfi ilə işarələnir, bu terminin Latın adı - pressura üçün qısaldılmışdır. Osmotik maye təzyiqinə gəldikdə (hüceyrə daxilində və xaricində təzyiq arasındakı tarazlıq) "P" hərfi istifadə olunur. Təzyiq vahidləriBeynəlxalq SI sisteminin standartlarına uyğun olaraq, nəzərdən keçirilən fiziki hadisə Paskal (Kiril - Pa, Latın - Ra) ilə ölçülür. Təzyiq düsturuna əsasən məlum olur ki, bir Pa bir N-ə bərabərdir (nyuton - bir kvadrat metrə bölünür (sahə vahidi). Ancaq praktikada paskalları tətbiq etmək olduqca çətindir, çünki bu vahid çox kiçikdir. Bu baxımdan, SI standartlarına əlavə olaraq, bu dəyər fərqli bir şəkildə ölçülə bilər. Aşağıda onun ən məşhur analoqları var. Onların əksəriyyəti keçmiş SSRİ-də geniş istifadə olunur.
Ümumi təzyiq düsturu (fizika 7-ci sinif)Verilmiş fiziki kəmiyyətin tərifindən onu tapmağın yolunu müəyyən edə bilərsiniz. Aşağıdakı fotoya bənzəyir. Burada F qüvvə, S isə sahədir. Başqa sözlə, təzyiqi tapmaq üçün düstur onun qüvvəsinin təsir etdiyi səth sahəsinə bölünməsidir. Onu aşağıdakı kimi də yazmaq olar: P = mg / S və ya P = pVg / S. Beləliklə, bu fiziki kəmiyyət digər termodinamik dəyişənlərlə əlaqəli olur: həcm və kütlə. Aşağıdakı prinsip təzyiqə aiddir: nə daha az yer, hansı qüvvənin təsiri altındadırsa, ona bir o qədər sıxıcı qüvvə düşür. Eyni sahə artırsa (eyni qüvvə ilə) - istədiyiniz dəyər azalır. Hidrostatik təzyiq düsturuMaddələrin aqreqasiyasının müxtəlif vəziyyətləri bir-birindən fərqli xüsusiyyətlərin mövcudluğunu təmin edir. Buna əsaslanaraq, onlarda P-nin təyin edilməsi üsulları da fərqli olacaqdır. Məsələn, suyun təzyiqi (hidrostatik) üçün formula belə görünür: P = pgh. Bu, qazlara da aiddir. Üstəlik, hündürlüklər və hava sıxlığı fərqinə görə atmosfer təzyiqini hesablamaq üçün istifadə edilə bilməz. Bu düsturda p sıxlıq, g cazibə sürəti və h hündürlükdür. Buna əsaslanaraq, bir cisim və ya obyekt nə qədər dərinə batırılırsa, mayenin (qazın) içərisində ona edilən təzyiq bir o qədər yüksəkdir. Baxılan seçim klassik nümunə P = F / S uyğunlaşmasıdır. Xatırlasaq ki, qüvvə sərbəst düşmə sürətinə görə kütlənin törəməsinə (F = mg) bərabərdir və mayenin kütləsi sıxlığa görə həcmin törəməsidir (m = pV), onda təzyiq. düstur P = pVg / S kimi yazıla bilər. Bu halda, həcm hündürlüyə (V = Sh) vurulan sahədir. Bu məlumatları daxil etsəniz, məlum olur ki, pay və məxrəcdəki sahə azaldıla bilər və çıxışda - yuxarıdakı düstur: P = pgh. Mayelərdəki təzyiqi nəzərə alaraq, bərk cisimlərdən fərqli olaraq onlarda səth qatının əyriliyinin çox vaxt mümkün olduğunu xatırlamaq lazımdır. Və bu, öz növbəsində, əlavə təzyiqin formalaşmasına kömək edir. Belə vəziyyətlər üçün bir az fərqli təzyiq düsturu istifadə olunur: P = P 0 + 2QH. Bu halda, Р 0 əyri olmayan təbəqənin təzyiqi, Q isə mayenin gərginlik səthidir. H Laplas qanunu ilə müəyyən edilən səthin orta əyriliyidir: H = ½ (1 / R 1 + 1 / R 2). R 1 və R 2 komponentləri əsas əyrilik radiuslarıdır. Parsial təzyiq və onun düsturuP = pgh üsulu həm mayelər, həm də qazlar üçün tətbiq olunsa da, sonuncudakı təzyiqi bir qədər fərqli şəkildə hesablamaq daha yaxşıdır. Fakt budur ki, təbiətdə, bir qayda olaraq, tamamilə təmiz maddələrə tez-tez rast gəlinmir, çünki orada qarışıqlar üstünlük təşkil edir. Və bu yalnız mayelərə deyil, qazlara da aiddir. Və bildiyiniz kimi, bu komponentlərin hər biri qismən adlanan fərqli bir təzyiq həyata keçirir. Onu müəyyən etmək olduqca sadədir. Nəzərə alınan qarışığın hər bir komponentinin təzyiqinin cəminə bərabərdir (ideal qaz). Buradan belə çıxır ki, qismən təzyiq düsturu belə görünür: P = P 1 + P 2 + P 3 ... və s., tərkib hissələrinin sayına görə. Tez-tez hava təzyiqini təyin etmək lazım olan hallar var. Ancaq bəzi insanlar səhvən P = pgh sxeminə uyğun olaraq yalnız oksigenlə hesablamalar aparırlar. Lakin hava müxtəlif qazların qarışığıdır. Tərkibində azot, arqon, oksigen və digər maddələr var. Mövcud vəziyyətə əsasən, hava təzyiqi düsturu onun bütün komponentlərinin təzyiqlərinin cəmidir. Beləliklə, yuxarıda qeyd olunan P = P 1 + P 2 + P 3 götürməlisiniz ... Ən çox yayılmış təzyiq ölçmə cihazlarıYuxarıdakı düsturlardan istifadə edərək nəzərə alınan termodinamik kəmiyyəti hesablamaq çətin olmamasına baxmayaraq, bəzən hesablamanı aparmaq üçün sadəcə vaxt olmur. Axı, həmişə çoxsaylı nüansları nəzərə almalısınız. Buna görə də, rahatlıq üçün bir neçə əsrlər ərzində insanların əvəzinə bunu edən bir sıra cihazlar hazırlanmışdır. Əslində, bu cür demək olar ki, bütün cihazlar bir manometrin növləridir (qazlarda və mayelərdə təzyiqi təyin etməyə kömək edir). Bununla belə, onlar dizayn, dəqiqlik və əhatə dairəsi ilə fərqlənirlər.
Təzyiq növləriTəzyiq, onu tapmaq üçün düstur və müxtəlif maddələr üçün onun dəyişmələrini nəzərə alaraq, bu dəyərin növlərini öyrənməyə dəyər. Onlardan beşi var.
MütləqBu, atmosferin digər qaz tərkib hissələrinin təsiri nəzərə alınmadan bir maddənin və ya obyektin yerləşdiyi ümumi təzyiqin adıdır. Paskallarla ölçülür və artıq və atmosfer təzyiqinin cəmidir. Bu həm də barometrik və vakuum növləri arasındakı fərqdir. P = P 2 + P 3 və ya P = P 2 - P 4 düsturu ilə hesablanır. Yer planetinin şəraitində mütləq təzyiq üçün istinad nöqtəsi havanın çıxarıldığı qabın içərisindəki təzyiqdir (yəni klassik vakuum). Əksər termodinamik düsturlarda yalnız bu tip təzyiqdən istifadə olunur. BarometrikBu termin atmosferin (qravitasiya) bütün cisimlərə və onun içindəki obyektlərə, o cümlədən Yerin səthinə olan təzyiqinə aiddir. Çoxlarına atmosfer adı ilə də tanınır. Ölçmə yeri və vaxtı, eləcə də hava şəraiti və dəniz səviyyəsindən yuxarı/aşağı olması ilə bağlı olaraq sıralanır və dəyəri dəyişir. Barometrik təzyiqin böyüklüyü atmosferin onun normalı boyunca bir vahidlik bir sahədəki qüvvəsinin moduluna bərabərdir. Sabit bir atmosferdə bu fiziki hadisənin böyüklüyü sahəsi 1-ə bərabər olan bazadakı hava sütununun ağırlığına bərabərdir. Barometrik təzyiq norması 101 325 Pa (0 dərəcə Selsidə 760 mm Hg) təşkil edir. Üstəlik, cisim Yer səthindən nə qədər yüksək olarsa, onun üzərindəki hava təzyiqi bir o qədər aşağı olur. Hər 8 km-də 100 Pa azalır. Bu xüsusiyyətə görə, dağlarda çaydanlardakı su evdə sobada olduğundan daha sürətli baş əyir. Fakt budur ki, təzyiq qaynama nöqtəsinə təsir göstərir: azaldıqca, sonuncu azalır. Və əksinə. Bu əmlak təzyiqli soba və avtoklav kimi mətbəx cihazlarının işini qurur. Onların içərisində təzyiqin artması, sobada adi qazanlara nisbətən qazanlarda daha yüksək temperaturun yaranmasına kömək edir. Barometrik hündürlük düsturundan istifadə edərək barometrik təzyiqi hesablamaq üçün istifadə olunur. Aşağıdakı fotoya bənzəyir. P - hündürlükdə axtarılan dəyər, P 0 - səthə yaxın hava sıxlığı, g - cazibə sürəti, h - Yerdən yüksəklik, m - qazın molyar kütləsi, t - sistemin temperaturu, r universal qaz sabiti 8,3144598 J⁄ ( mol x K), e isə 2,71828-ə bərabər olan Eykler ədədidir. Tez-tez atmosfer təzyiqi üçün yuxarıdakı düsturda R əvəzinə K istifadə olunur - Boltzman sabiti. Universal qaz sabiti çox vaxt onun məhsulu ilə Avogadro nömrəsi ilə ifadə edilir. Hissəciklərin sayı mol ilə verildikdə hesablamalar üçün daha əlverişlidir. Hesablamalar apararkən, meteoroloji vəziyyətin dəyişməsi və ya dəniz səviyyəsindən yuxarı qalxarkən, eləcə də coğrafi enlik səbəbindən hava istiliyində dəyişiklik ehtimalını həmişə nəzərə almağa dəyər. Ölçmə və vakuumAtmosfer təzyiqi ilə ölçülən mühit təzyiqi arasındakı fərq ölçmə təzyiqi adlanır. Nəticədən asılı olaraq kəmiyyətin adı dəyişdirilir. Müsbət olarsa, o, ölçmə təzyiqi adlanır. Əldə edilən nəticə mənfi işarə ilə olarsa, ona vakuumölçən deyilir. Barometrikdən daha böyük ola bilməyəcəyini xatırlamağa dəyər. DiferensialBu dəyər müxtəlif ölçmə nöqtələrində təzyiq fərqidir. Bir qayda olaraq, bir cihazda təzyiq düşməsini təyin etmək üçün istifadə olunur. Bu, xüsusilə neft sənayesində özünü göstərir. Hansı termodinamik kəmiyyətin təzyiq adlandırıldığını və onun hansı düsturlarla tapıldığını anladıqdan sonra belə bir nəticəyə gələ bilərik ki, bu fenomen çox vacibdir və buna görə də bu barədə bilik heç vaxt artıq olmayacaqdır. |