تصور کنید سیلندر مهر و موم شده هوا پر شده، با پیستون نصب شده در بالا. اگر شروع به فشار بر روی پیستون کنید، مقدار هوا در سیلندر شروع به کاهش می کند، مولکول های هوا با یکدیگر مواجه خواهند شد و با پیستون همه شدیدتر می شوند و فشار هوا فشرده به پیستون افزایش می یابد.
اگر پیستون در حال حاضر به طور چشمگیری منتشر شود، هوای فشرده به طور چشمگیری آن را کیسه می کند. این اتفاق خواهد افتاد زیرا با ناحیه بی نظیر پیستون، نیرویی که بر روی پیستون از هوا فشرده عمل می کند، عمل می کند. ناحیه پیستون بدون تغییر باقی ماند و قدرت مولکول های گاز افزایش یافت، فشار بر این اساس افزایش یافت.
یا مثال دیگری یک مرد روی زمین وجود دارد، با هر دو پا ایستاده است. در این موقعیت، یک فرد راحت است، او احساس ناراحتی نمی کند. اما چه اتفاقی می افتد اگر این فرد تصمیم به ایستادن در یک پا باشد؟ این یکی از پاهای زانو را جبران خواهد کرد و اکنون تنها با یک پا به زمین تکیه می کند. در این موقعیت، یک فرد ناراحتی خاصی را احساس می کند، زیرا فشار روی پا افزایش یافته است و حدود 2 بار. چرا؟ از آنجا که منطقه ای که از طریق آن قدرت گرانش، فرد را به زمین فشار می دهد، 2 بار کاهش می یابد. در اینجا نمونه ای از فشار است و چقدر آسان می توان آن را در زندگی عادی یافت.
از نقطه نظر فیزیک، فشار به نام یک مقدار فیزیکی نامیده می شود، عددی برابر با نیروی عمل عمود بر سطح در سطح واحد این سطح است. بنابراین، برای تعیین فشار در برخی از نقاط سطح، جزء طبیعی نیروهای اعمال شده به سطح به منطقه یک عنصر سطح کوچک تقسیم می شود که این نیرو معتبر است. و به منظور تعیین فشار متوسط \u200b\u200bدر کل منطقه، مولکول طبیعی قدرت عمل بر روی سطح باید به کل مساحت این سطح تقسیم شود.
فشار در پاسکال (PA) اندازه گیری می شود. این واحد اندازه گیری فشار نام خود را به افتخار ریاضیات فرانسه، فیزیک و نویسنده Blaze Pascal دریافت کرد، نویسنده قانون اساسی هیدرواستاتیک - قانون پاسکال، که فشار تولید شده در مایع یا گاز به هر یک از آنها منتقل می شود نقطه بدون تغییر در تمام جهات. برای اولین بار، واحد فشار پاسکال در سال 1961 به درخواست تجدید نظر در فرانسه در سال 1961 معرفی شد، با توجه به حکم واحدها، پس از سه قرن پس از مرگ یک دانشمند.
یک پاسکال برابر با فشار است، که باعث می شود قدرت به یک نیوتن، به طور مساوی توزیع شود و عمود بر سطح را با یک مساحت یک متر مربع هدایت کند.
در پاسکال ها، نه تنها فشار مکانیکی (ولتاژ مکانیکی)، بلکه مدول انعطاف پذیری، ماژول یونگ، ماژول حجمی، ماژول حجمی کشش، قدرت عملکرد، محدودیت تناسب، مقاومت در برابر شکستن، مقاومت برش، مقاومت برش فشار صدا و فشار اسمزی اندازه گیری می شود. به طور سنتی، دقیقا در پاسکال ها است که مهمترین ویژگی های مکانیکی مواد در کنفرانس بیان شده است.
فضای فنی (AT)، فیزیکی (ATM)، نیروی کیلوگرم در هر سانتی متر مربع (KGF / cm2)
برای اندازه گیری فشار، علاوه بر پاسکال، دیگر (غیر سیستم) واحد استفاده می شود. یکی از این واحدها "اتمسفر" (AT) است. فشار در یک اتمسفر تقریبا برابر با فشار اتمسفر بر روی سطح زمین در سطح اقیانوس است. تا به امروز، تحت "اتمسفر" درک فضای فنی (در).
فضای فنی (AT) فشار تولید شده توسط یک کیلوگرم نیرو (KGF)، به طور مساوی در امتداد منطقه در یک سانتی متر مربع توزیع شده است. و یک کیلوگرم نیروی، به نوبه خود، برابر با قدرت گرانش است که بر بدن وزن یک کیلوگرم در شرایط شتاب بروز بروز آزاد 9.80665 m / s2 است. بنابراین یک کیلوگرم نیروی برابر با 9.80665 نیوتن است و 1 اتمسفر برابر با 98066.5 PA است. 1 AT \u003d 98066.5 PA.
به عنوان مثال، اتمسفر اندازه گیری می شود، به عنوان مثال، فشار در لاستیک های خودرو، فشار توصیه شده در لاستیک های اتوبوس مسافرتی GAZ-2217 3 اتمسفر است.
یکی دیگر از "فضای فیزیکی" (ATM) وجود دارد که به عنوان فشار یک ستون جیوه، ارتفاع 760 میلی متر بر پایه آن تعریف شده است، علیرغم این که تراکم جیوه 13595.04 کیلوگرم در متر مکعب در دمای 0 درجه سانتیگراد و در شرایط است از سرعت بخشیدن به بروز آزاد برابر 9، 80665 m / s2. بنابراین معلوم می شود که 1 ATT \u003d 1،033233 AT \u003d 101 325 PA.
همانطور که برای نیروی کیلوگرم در هر سانتی متر مربع (KGF / cm2)، این واحد تولید فشار با دقت خوب برابر با فشار اتمسفر طبیعی است، که گاهی اوقات برای برآوردهای تأثیرات مختلف مناسب است.
واحد غیر سیستم "نوار" برابر با تقریبا یک اتمسفر است، اما دقیق تر است - دقیقا 100،000 PA. در سیستم SGS 1 بار 1،000،000 DIN / CM2 است. پیش از این، نام "نوار" یک واحد به نام "باریم" بود، و برابر با 0.1 PA یا در سیستم GSS 1 باریم \u003d 1 DIN / CM2 بود. کلمه "نوار"، "باریم" و "Barometer" از همان کلمه یونانی "گرانش" است.
اغلب یک واحد MBAR (Millibar) برای اندازه گیری فشار اتمسفر در هواشناسی، برابر با 0.001 بار استفاده می شود. و برای اندازه گیری فشار بر سیارات که در آن جو بسیار تخلیه شده است - Mkbar (Microbar)، برابر با 0.000001 نوار. در مانومتر های فنی، مقیاس اغلب دارای فارغ التحصیلی در میله ها است.
میلیمتر جیوه ستون (MM HG هنر)، میلیمتر ستون آب (میلی متر آب. هنر.)
یک واحد عمومی اندازه گیری "میلیمتر یک ستون جیوه" برابر با 101325/760 \u003d 133،3223684 PA است. این توسط "MM HG" مشخص شده است، اما گاهی اوقات "Torr" نشان داده شده است - به افتخار فیزیک ایتالیایی، دانشجوی گالیله، Evangelists Torricechelli، نویسنده مفهوم فشار اتمسفر.
یک واحد در ارتباط با یک روش مناسب برای اندازه گیری فشار اتمسفر توسط یک فشار سنج تشکیل شده است که در آن یک قطب جیوه تحت فشار فشار اتمسفر قرار دارد. جیوه دارای تراکم بالا حدود 13،600 کیلوگرم در متر مکعب است و با فشار بخار کم اشباع تحت دمای اتاق متمایز است، بنابراین دقیقا جیوه برای فشار سنج ها بود.
در سطح دریا، فشار اتمسفری حدود 760 میلیمتر Hg است، این مقدار است که در حال حاضر یک فشار اتمسفر طبیعی برابر با 101325 PA یا یک فضای فیزیکی، 1 دستگاه خودپرداز است. یعنی 1 میلی متر ستون جیوه 101325/760 پاسکال است.
در میلی متر ستون های جیوه، فشار در پزشکی، در هواشناسی، در ناوبری هوایی اندازه گیری می شود. در پزشکی، فشار خون در MM Hg اندازه گیری می شود، در روش خلاء در MM HG، همراه با میله ها درجه بندی می شود. گاهی اوقات حتی به سادگی 25 میکرومتر را بنویسید، به این معنی که میکرون های یک ستون جیوه، اگر آن را به خلاء می آید، و اندازه گیری های فشار توسط Vacuummers انجام می شود.
در برخی موارد، میلیمتر ستون آب استفاده می شود، و سپس آب 13.59 میلی متر است. ایستاده \u003d 1 میلی متر HG.ST. گاهی اوقات مناسب تر و راحت تر است. یک میلیمتر ستون آب، و همچنین میلیمتر یک ستون جیوه - یک واحد حادثه برابر با فشار هیدرواستاتیک 1 میلیمتر ستون آب است که این ستون دارای پایه مسطح در دمای آب درجه حرارت 4 درجه سانتیگراد است.
چرا شخصی که روی اسکی ایستاده است، به برف شل نمی افتد؟ چرا ماشین با لاستیک های گسترده ای دارای قابلیت تصویب بیشتر از یک ماشین با لاستیک های معمولی است؟ چرا تراکتور کاترپیلار؟ ما پاسخ به این سوالات را پیدا خواهیم کرد، با ارزش فیزیکی به نام فشار آشنا هستیم.
فشار جامد تلفن
هنگامی که نیروی اعمال نمی شود به یک نقطه از بدن، بلکه به نقاط مختلف، آن را بر روی سطح بدن عمل می کند. در این مورد، آنها در مورد فشار صحبت می کنند که این نیرو بر روی سطح بدن جامد ایجاد می شود.
در فیزیک، فشار یک مقدار فیزیکی نامیده می شود، عددی برابر با نسبت نیروی عمل بر روی سطح عمود بر آن، به منطقه این سطح است.
p \u003d f / s ,
جایی که r - فشار؛ F. - نیروی عمل بر روی سطح؛ S. - سطح سطح.
بنابراین، فشار زمانی اتفاق می افتد که نیروی عمود بر آن باشد، نیروی اعمال می شود. مقدار فشار بستگی به ارزش این نیرو دارد و به طور مستقیم با آن متناسب است. قدرت بیشتر، بیشتر فشار آن را در یک منطقه واحد ایجاد می کند. فیل سنگین تر از یک ببر است، بنابراین فشار بیشتری بر روی سطح می گیرد. ماشین در جاده با نیروی بیشتری نسبت به یک عابر پیاده فشار می دهد.
فشار بدن جامد به طور معکوس متناسب با سطح سطح است که نیروی اعمال می شود.
همه می دانند که به دلیل این واقعیت که پاها به طور مداوم سقوط می کنند، از طریق برف عمیق دشوار است. اما در اسکی بسیار ساده است. این چیزی است که در آن و در مورد دیگری، یک فرد بر روی برف با همان نیروی عمل می کند - توسط نیروی گرانش. اما این نیرو بر روی سطوح با مناطق مختلف توزیع می شود. از آنجا که سطح SKI سطح مربع بیشتر از بوت است، وزن یک فرد در این مورد به بزرگترین منطقه توزیع شده است. و نیروی عمل در هر واحد منطقه به نظر می رسد کمتر از چند بار. بنابراین، یک مرد کوچکتر که بر روی برف بر روی برف قرار می گیرد برف بر روی برف قرار می گیرد و به آن نمی افتد.
با تغییر سطح سطح، شما می توانید مقدار فشار را افزایش یا کاهش دهید.
هنگام رفتن به پیاده روی، کوله پشتی را با تسمه های گسترده ای برای کاهش فشار بر روی شانه انتخاب می کنیم.
برای کاهش فشار ساختمان بر روی زمین، منطقه بنیاد را افزایش دهید.
لاستیک کامیون ها گسترده تر از لاستیک اتومبیل های سواری است تا فشار بیشتری بر روی زمین داشته باشند. به همین دلیل، تراکتور یا مخزن بر روی حرکت ردیابی ساخته شده است، و نه بر روی چرخ.
چاقو، تیغه، قیچی، سوزن به شدت خسته شده اند به طوری که آنها می توانند یک منطقه برش کوچکتر یا دوختن داشته باشند. و سپس، حتی با کمک یک نیروی متصل کوچک، فشار زیادی ایجاد می شود.
به همین دلیل، طبیعت حیوانات را با دندان های تیز، چنگال، پنجه ارائه داد.
فشار یک مقدار اسکالر است. در بدن جامد، آن را در جهت نیروی منتقل می شود.
واحد اندازه گیری نیروی - نیوتن. واحد اندازه گیری منطقه - M 2. در نتیجه، واحد فشار اندازه گیری - n / m 2. این مقدار در سیستم بین المللی واحدهای SI نامیده می شود پاسداری (PA یا RA). او نام خود را به افتخار فیزیک فرانسه بلیز پاسکال دریافت کرد. فشار در 1 پاسکال موجب نیرو در 1 نیوتن می شود، بر روی سطح سطح 1 متر مربع عمل می کند.
1 PA \u003d 1N / M2 .
سیستم های دیگر از چنین واحدهای اندازه گیری به عنوان یک نوار، اتمسفر، MM RT استفاده می کنند. هنر. (میلی متر ستون جیوه)، و غیره
فشار در مایعات
اگر فشار در بدن شرکت در جهت نیروی، سپس در مایعات و گازها، با توجه به قانون پاسکال منتقل شود، " هر گونه فشار تولید شده بر روی مایع یا گاز در تمام جهات بدون تغییر انتقال می یابد ».
با یک مایع با سوراخ های کوچک متصل به یک لوله باریک به شکل یک سیلندر پر کنید. توپ را با مایع پر کنید، پیستون را وارد کنید و شروع به حرکت کنید. پیستون بر روی سطح مایع فشار می آورد. این فشار به هر نقطه مایع منتقل می شود. مایع شروع به ریختن سوراخ در توپ می کند.
پر کردن در اطراف دود توپ، ما نتیجه مشابه را خواهیم دید. این به این معنی است که در گازها، فشار نیز در تمام جهات منتقل می شود.
مایع، و همچنین در هر بدن بر روی سطح زمین، قدرت گرانش را اعمال می کند. هر لایه مایع در ظرف، وزن آن فشار را ایجاد می کند.
این تجربه بعدی را تایید می کند.
اگر در یک کشتی شیشه ای، به جای پایین که یک فیلم لاستیکی، آب را پور می کند، فیلم تحت شدت آب تغذیه می شود. و آب بیشتر خواهد بود، بیشتر فیلم دریافت خواهد شد. اگر ما به تدریج این کشتی را با آب به ظرف دیگر غوطه ور کنیم، همچنین با آب پر می شود، زیرا فیلم به صورت صاف کاهش می یابد. و هنگامی که سطح آب در کشتی و ظرفیت برابر است، فیلم درست شده است.
در یک سطح، فشار در مایع به همان اندازه است. اما با افزایش عمق، افزایش می یابد، از آنجا که مولکول های لایه های بالا فشار بر مولکول های لایه های پایین تر دارند. و کسانی که به نوبه خود بر روی مولکول لایه ها فشار می آورند، حتی پایین تر است. بنابراین، در پایین ترین نقطه ظرف، فشار بالاترین خواهد بود.
فشار در عمق توسط فرمول تعیین می شود:
p \u003d ρ · g · h ,
جایی که پ. - فشار (PA)؛
ρ - تراکم مایع (کیلوگرم / متر 3)؛
g. - شتاب سقوط آزاد (9.81 متر بر ثانیه)؛
h. - ارتفاع ستون مایع (متر).
از فرمول روشن است که فشار با افزایش عمق رشد می کند. پایین تر در اقیانوس، دستگاه زیر آب کاهش می یابد، بیشتر فشار آن تجربه خواهد شد.
فشار اتمسفر
Evangelist Torricelli
چه کسی می داند که آیا در سال 1638 دوک توسکان تصمیم گرفت که باغ های فلورانس را با چشمه های زیبا تزئین کند، فشار اتمسفر در قرن XVII باز نخواهد شد، اما بعدا. می توان گفت که این کشف با شانس انجام شد.
در آن روز اعتقاد بر این بود که آب فراتر از پیستون پمپ افزایش می یابد، زیرا، به عنوان ارسطو ادعا کرد: "طبیعت خلع سلاح را تحمل نمی کند." با این حال، این رویداد با موفقیت تاج گذاری نبود. آب در چشمه ها واقعا صعود کرد، پر کردن "خالی بودن" را پر کرد، اما در ارتفاع 10.3 متر، آن متوقف شد.
برای کمک به گالیله گالیله تبدیل شده است. از آنجا که او نمیتواند توضیحی منطقی پیدا کند، شاگردان خود را آموزش داد - Evangelist Torricelliو vintszitz viviani انجام آزمایشات
در تلاش برای پیدا کردن علت شکست، شاگردان گالیله متوجه شدند که مایعات مختلف فراتر از پمپ در ارتفاع های مختلف افزایش می یابد. مایع تر مایع، ارتفاع بیشتری می تواند افزایش یابد. از آنجایی که تراکم جیوه 13 برابر تراکم آب بیشتر است، به ارتفاع 13 برابر کوچکتر می رسد. بنابراین، در تجربه خود، آنها از جیوه استفاده کردند.
در سال 1644، تجربه برگزار شد. لوله شیشه ای پر از جیوه. سپس آن را به ظرف اضافه کرد، همچنین پر از جیوه بود. پس از مدتی، ستون جیوه در لوله افزایش یافت. اما لوله لوله را کامل نکرد. بالاتر از ستون جیوه فضای خالی بود. بعدها، این Torricechelee خالی بود. اما در مخزن جیوه از لوله از بین نمی رود. Torricelli توضیح داد که در جیوه، هوا هوا را فشار می دهد و آن را در لوله حفظ می کند. و ارتفاع ستون جیوه در لوله، میزان این فشار را نشان می دهد. بنابراین ابتدا فشار اتمسفر را اندازه گیری کرد.
فضای زمین، غلاف هوا آن است که در نزدیکی جاذبه گرانشی او برگزار می شود. مولکول های گاز که این پوسته را به طور مداوم و سرگرم کننده حرکت می دهند. تحت عمل گرانش، لایه های بالایی اتمسفر بر روی لایه های پایین تر تحت فشار قرار می گیرند، آنها را فشرده می کند. پایین ترین لایه به شدت فشرده شده است، واقع در سطح زمین است. بنابراین، فشار در آن بزرگترین است. با توجه به قانون پاسکال، فشار را در تمام جهات انتقال می دهد. او همه چیز را در سطح زمین تجربه می کند. این فشار نامیده می شود فشار جو .
از آنجا که فشار اتمسفر توسط لایه های بیش از حد هوا ایجاد می شود، پس با افزایش ارتفاع، آن را کاهش می دهد. شناخته شده است که در کوه های کمتر از پا کوه ها بالا است. و زیرزمینی عمیق آن بسیار بالاتر از سطح است.
فشار اتمسفر طبیعی به عنوان فشار برابر فشار جیوه، 760 میلیمتر در دمای 0 درجه سانتیگراد محسوب می شود.
اندازه گیری فشار اتمسفر
از آنجا که هوا اتمسفر دارای تراکم متفاوت در ارتفاع های مختلف است، مقدار فشار اتمسفر را نمی توان با فرمول تعیین کردپ. = ρ · g. · h. . بنابراین، با استفاده از دستگاه های ویژه نامیده می شود فشار سنج .
فشار سنج مایع و آنروئید ها (شیطان) وجود دارد. استفاده از فشار سنج های مایع بر اساس تغییر در سطح سطح مایع تحت فشار جو است.
Aeroid یک ظرف مهر و موم شده از فلز راه راه است که در آن خلاء ایجاد شده است. ظرف زمانی که فشار اتمسفر افزایش می یابد فشرده می شود و زمانی که آن را کاهش می دهد، فشرده می شود. تمام این تغییرات به وسیله یک صفحه فلزی بهار به فلش منتقل می شود. پایان فلش در مقیاس حرکت می کند.
با تغییر شهادت فشار سنج، ممکن است فرض کنیم که چگونه آب و هوا در روزهای آینده تغییر خواهد کرد. اگر فشار اتمسفر افزایش یابد، به این معنی است که شما می توانید آب و هوای روشن را انتظار داشته باشید. و اگر آن را قطره، آن را بیش از حد خواهد بود.
اسکی مرد، و بدون آنها.
در برف شل، یک فرد با مشکل زیادی روبرو می شود، عمیقا در هر مرحله سقوط می کند. اما، قرار دادن اسکی، او می تواند برود، تقریبا هیچ شکست در او. چرا؟ اسکی یا بدون اسکی، یک فرد بر روی برف عمل می کند با همان نیروی برابر با وزن آن. با این حال، اثر این نیرو در هر دو مورد متفاوت است، زیرا سطح سطح متفاوت است که فرد با اسکی و بدون اسکی گریه می کند. سطح SKI سطح تقریبا 20 برابر بیشتر از منطقه است. بنابراین، ایستادن بر روی اسکی، فرد بر روی هر سانتی متر مربع سطح زمین برف با نیروی، 20 برابر کمتر از ایستادن بر روی برف بدون اسکی عمل می کند.
دانش آموز، فشار دادن دکمه های روزنامه به هیئت مدیره، بر روی هر دکمه با همان نیروی عمل می کند. با این حال، یک دکمه با پایان واضح تر آسان تر برای ورود به درخت است.
بنابراین، نتیجه عمل بستگی به نه تنها به ماژول، جهت و نقاط آن بستگی دارد، بلکه از سطح سطح که آن را اعمال می کند (عمود بر آن کار می کند).
این نتیجه توسط تجربیات فیزیکی تایید شده است.
تجربه. نتیجه اقدامات این نیرو بستگی به نیرویی دارد که نیرویی در هر واحد سطح سطح عمل می کند.
در گوشه های یک تخته کوچک شما نیاز به رانندگی ناخن ها. اول، ناخن، رانده شده به هیئت مدیره، نصب بر روی شن و ماسه و قرار دادن ابزار Gircling در هیئت مدیره. در این مورد، کلاه ناخن ها فقط کمی به شن و ماسه فشار می آورد. سپس هیئت مدیره به نوبه خود و ناخن ها را روی لبه قرار دهید. در این مورد، منطقه پشتیبانی کوچکتر است و تحت عمل نیروی مشابه، ناخن ها به طور قابل توجهی در شن و ماسه عمیق تر می شوند.
تجربه. تصویر دوم
از چه نیرویی بر روی هر واحد سطح سطح عمل می کند، نتیجه عمل این نیرو بستگی دارد.
در نمونه های مورد نظر نیروی، عمود بر سطح بدن انجام شد. وزن انسان عمود بر سطح برف بود؛ نیرویی که بر روی دکمه عمود بر سطح هیئت مدیره عمل می کند.
ارزش برابر با نسبت نیروی عمل عمود بر سطح به سطح این سطح فشار نامیده می شود.
برای تعیین فشار، لازم است نیروی عمل عمود بر سطح، تقسیم به سطح سطح:
فشار \u003d قدرت / میدان.
ارزش های موجود در این عبارت را نشان می دهد: فشار - پ.، نیروی عمل بر روی سطح - F. و سطح زمین - S..
سپس فرمول را دریافت می کنیم:
p \u003d f / s
واضح است که مهمترین نیرویی که در همان منطقه عمل می کند، فشار بیشتری را تولید می کند.
برای یک واحد فشار، چنین فشار گرفته می شود، که نیروی را در 1 ساعت تولید می کند، بر روی سطح 1 متر مربع عمود بر این سطح عمل می کند.
واحد فشار - نیوتن در هر متر مربع (1 n / m 2). به افتخار دانشمند فرانسوی پریشانی این پاسکال نامیده می شود ( پا) به این ترتیب،
1 pa \u003d 1 n / m 2.
دیگر واحدهای فشار نیز استفاده می شود: هکتوپاسکال (گپ) من. کولپاسکال (کپا).
1 KPA \u003d 1000 PA؛
1 GPA \u003d 100 PA؛
1 PA \u003d 0.001 KPA؛
1 PA \u003d 0.01 GPA.
ما شرایط کار را بنویسیم و آن را حل کنیم.
دلان : M \u003d 45 کیلوگرم، S \u003d 300 سانتی متر مربع؛ p \u003d؟
در واحد های C: S \u003d 0.03 متر مربع
تصمیم گیری:
پ. = F./S.,
F. = پ.,
پ. = g · m.,
پ. \u003d 9.8 n · 45 کیلوگرم ≈ 450 ساعت،
پ. \u003d 450 / 0.03 N / M 2 \u003d 15000 PA \u003d 15 KPA
"پاسخ": P \u003d 15000 PA \u003d 15 KPA
راه های کاهش و افزایش فشار.
تراکتور Caterpillar سنگین فشار بر خاک را برابر 40 تا 50 کیلو وات، I.E.، فقط 2 تا 3 برابر بیشتر از فشار پسر با وزن 45 کیلوگرم است. این به این واقعیت توضیح داده شده است که وزن تراکتور به دلیل انتقال ردیابی به منطقه بزرگتر توزیع می شود. و ما این را پیدا کردیم بیشتر منطقه پشتیبانی، فشار کمتر فشار تولید شده توسط همان نیروی در این پشتیبانی .
بسته به اینکه آیا لازم است فشار کوچک یا زیاد را دریافت کنید، منطقه پشتیبانی افزایش یا کاهش می یابد. به عنوان مثال، به طوری که خاک می تواند فشار ساختمان ساخته شده را تحمل کند، قسمت پایین بخش پایین پایه را افزایش دهد.
لاستیک کامیون ها و شاسی های هواپیما بسیار گسترده تر از مسافر هستند. به خصوص به طور گسترده ای در اتومبیل هایی که برای حرکت در بیابان ها طراحی شده اند، به طور گسترده ای را لاستیک می کنند.
ماشین های سنگین مانند یک تراکتور، مخزن یا باتلاق، داشتن یک منطقه حمایت بیشتر از کاترپیلارها، عبور از زمین های باتلاقی، که توسط فرد عبور نمی کند.
از سوی دیگر، با یک سطح کوچک، شما می توانید یک نیروی کوچک برای تولید فشار زیادی ایجاد کنید. به عنوان مثال، با فشار دادن دکمه به هیئت مدیره، ما بر روی آن با نیروی حدود 50 N عمل می کنیم. از آنجا که ناحیه دکمه ها تقریبا 1 میلیمتر 2 است، فشار تولید شده توسط آن است:
p \u003d 50 n / 0، 000 001 m 2 \u003d 50 000 000 PA \u003d 50،000 kPa.
برای مقایسه، فشار 1000 برابر فشار تولید شده توسط تراکتور کاترپیلار در خاک است. شما می توانید بسیاری از این نمونه ها را پیدا کنید.
تیغه برش و لبه ابزار دوخت (چاقو، قیچی، برش، اره، سوزن، و غیره) به طور خاص به طور خاص Exhaled است. لبه تیز تیغه تیز دارای یک منطقه کوچک است، بنابراین با کمک نیروی کم، فشار بزرگ ایجاد می شود، و چنین ابزار آسان برای کار است.
دستگاه های برش و دوختن در حیات وحش یافت می شوند: این دندان ها، پنجه ها، نیش ها، سنبله ها و غیره است. - تمام مواد جامد، صاف و بسیار تیز.
فشار
شناخته شده است که مولکول های گاز به طور تصادفی حرکت می کنند.
ما قبلا می دانیم که گازها، در مقایسه با مواد جامد و مایعات، کل کشتی را پر می کنند که در آن وجود دارد. به عنوان مثال، سیلندر ذخیره سازی گاز فولاد، یک اتاق تایر ماشین یا توپ والیبال. در این مورد، گاز فشار بر دیوارها، پایین و پوشش سیلندر، محفظه یا هر جسم دیگری که در آن است، فشار می آورد. فشار گاز به دلایل دیگر از فشار جامد در حمایت است.
شناخته شده است که مولکول های گاز به طور تصادفی حرکت می کنند. با حرکت آن، آنها با یکدیگر روبرو هستند، و همچنین دیوارهای کشتی که در آن گاز واقع شده است. مولکول های زیادی در گاز وجود دارد، بنابراین تعداد ضربات آنها بسیار بزرگ است. به عنوان مثال، تعداد ضربات مولکول های هوا، که در اتاق است، در مورد سطح 1 سانتیمتر 2 در هر 1 با شماره بیست رقمی بیان می شود. گرچه نیروی ضربه یک مولکول جداگانه کوچک است، اما عمل تمام مولکول ها بر روی دیوارهای رگ به طور قابل توجهی - آن را فشار گاز ایجاد می کند.
بنابراین، فشار گاز بر روی دیواره های کشتی (و بر روی بدن قرار داده شده در گاز) ناشی از ضربات مولکول های گاز .
تجربه زیر را در نظر بگیرید. تحت زنگ پمپ هوا، ما یک توپ لاستیکی را قرار می دهیم. این شامل مقدار کمی از هوا است و دارای شکل نامنظم است. سپس هوا را از زیر پمپ بلک پمپ کنید. غلاف توپ، که در آن هوا به طور فزاینده ای آشکار می شود، به تدریج متورم می شود و شکل توپ راست را می گیرد.
چگونه این تجربه را توضیح دهیم؟
سیلندرهای ویژه فولاد با دوام برای ذخیره سازی و حمل و نقل گاز فشرده استفاده می شود.
در تجربه ما، حرکت مولکول های گاز به طور مداوم به دیوار توپ داخل و خارج ضربه می زنند. هنگام پمپاژ هوا، تعداد مولکول ها در بل در اطراف پوسته توپ کاهش می یابد. اما در داخل توپ، تعداد آنها تغییر نمی کند. بنابراین، تعداد ضربات مولکول ها در مورد دیوارهای بیرونی پوسته کمتر از تعداد شوک ها در مورد دیوارهای داخلی می شود. توپ تا زمانی که نیروی کشش پوسته لاستیکی آن برابر با قدرت فشار گاز قرار می گیرد، حرکت می کند. شکل توپ شکل یک توپ را می گیرد. این نشان می دهد که گاز بر روی دیوارهای آن در تمام جهات به طور مساوی. به عبارت دیگر، تعداد ضربات مولکول هایی که در هر سانتی متر مربع از سطح زمین رخ می دهد، در تمام جهات به همان اندازه. همان فشار در تمام جهات مشخصه گاز است و نتیجه حرکت بی وقفه تعداد زیادی از مولکول ها است.
ما سعی خواهیم کرد حجم گاز را کاهش دهیم، اما به طوری که جرم آن بدون تغییر باقی می ماند. این به این معنی است که در هر سانتی متر مکعب، مولکول های گاز بیشتر می شوند، تراکم گاز افزایش می یابد. سپس تعداد ضربات مولکول ها در مورد دیوار افزایش می یابد، I.E. فشار گاز افزایش خواهد یافت. این را می توان با تجربه تایید کرد.
بر روی تصویر ولی لوله شیشه ای نشان داده شده است، یکی از انتهای آن با یک فیلم لاستیکی نازک بسته شده است. پیستون به لوله وارد شده است. هنگامی که پیستون را تکان دهید، حجم هوا در لوله کاهش می یابد، به عنوان مثال گاز فشرده شده است. فیلم لاستیکی به سمت خارج مختل شده است، که نشان می دهد فشار هوا در لوله افزایش یافته است.
برعکس، با افزایش حجم همان جرم گاز، تعداد مولکول ها در هر سانتی متر مکعب کاهش می یابد. این تعداد شوک ها را در مورد دیوار عروق کاهش می دهد - فشار گاز کمتر خواهد شد. در واقع، هنگام کشیدن پیستون از لوله، حجم هوا افزایش می یابد، فیلم در داخل کشتی شروع می شود. این نشان دهنده کاهش فشار هوا در لوله است. همان پدیده ها مشاهده شد اگر به جای هوا در لوله هر گاز دیگری باشد.
بنابراین، با کاهش حجم گاز، فشار آن افزایش می یابد و با افزایش حجم، فشار کاهش می یابد، به شرطی که جرم و دمای گاز بدون تغییر باقی می ماند.
و چگونه فشار گاز را تغییر خواهد داد، اگر شما آن را با حجم ثابت حرارت دهید؟ شناخته شده است که سرعت حرکت مولکول های گاز در طول گرمایش افزایش می یابد. حرکت سریع تر، مولکول ها اغلب به دیوار رگ برسند. علاوه بر این، هر ضربه مولکول دیوار قوی تر خواهد بود. در نتیجه، دیوارهای کشتی تحت فشار بیشتری قرار می گیرند.
از این رو، فشار گاز در یک رگ بسته، بیشتر، بالاتر از دمای گاز، با توجه به اینکه جرم گاز و حجم تغییر نمی کند.
از این آزمایش ها، می توانید نتیجه کلی را ایجاد کنید فشار گاز بیشتر است، اغلب مولکول ها به دیوار رگ ضربه می زنند. .
برای ذخیره سازی و حمل و نقل گازها، آنها به شدت فشرده می شوند. در عین حال، فشار آنها افزایش می یابد، گازها باید در سیلندرهای ویژه و بسیار قوی به دست می آیند. به عنوان مثال، در چنین سیلندرها، حاوی هوای فشرده در زیردریایی ها، اکسیژن مورد استفاده در فلزات جوشکاری است. البته، ما باید برای همیشه به یاد داشته باشیم که سیلندرهای گاز نمی توانند گرم شوند، به ویژه هنگامی که آنها با گاز پر می شوند. از آنجا که، همانطور که قبلا درک می کنیم، یک انفجار می تواند با عواقب بسیار ناخوشایند رخ دهد.
قانون پاسکال
فشار به هر نقطه مایع یا گاز منتقل می شود.
فشار پیستون به هر نقطه مایع منتقل می شود که توپ را پر می کند.
در حال حاضر گاز
بر خلاف بدن های جامد، لایه های فردی و ذرات کوچک مایع و گاز می توانند به طور آزادانه نسبت به یکدیگر در همه جهات حرکت کنند. به عنوان مثال، به اندازه کافی، کمی بر روی سطح آب در شیشه برداشت می شود تا باعث حرکت آب شود. در رودخانه یا دریاچه در کوچکترین نسیم به نظر می رسد موج ها.
تحرک ذرات گاز و مایع توضیح داده شده است فشار تولید شده بر روی آنها نه تنها در جهت نیروی، و در هر نقطه انتقال می یابد. این پدیده را بیشتر در نظر بگیرید.
بر روی تصویر، ولی یک کشتی نشان داده شده است که در آن گاز (یا مایع) موجود است. ذرات به طور مساوی در سراسر کشتی توزیع می شوند. این کشتی توسط یک پیستون بسته شده است که می تواند به بالا و پایین حرکت کند.
من نیرویی را انجام می دهم، پیستون را مجبور به حرکت کمی در داخل و فشار دادن گاز (مایع)، که به طور مستقیم تحت آن است. سپس ذرات (مولکول ها) در این مکان بیشتر از قبل (برنج، ب) خواهد بود. با تشکر از تحرک، ذرات گاز در تمام جهات منتقل می شوند. در نتیجه، مکان آنها دوباره تبدیل به یکنواخت می شود، اما متراکم تر از قبل (برنج، C). بنابراین، فشار گاز در همه جا افزایش خواهد یافت. بنابراین، فشار اضافه شده به تمام ذرات گاز یا مایع منتقل می شود. بنابراین، اگر فشار بر گاز (مایع) نزدیک به پیستون خود را با 1 PA افزایش دهد، سپس در تمام نقاط داخل فشار گاز یا مایع بیش از یکسان برای یکسان تبدیل خواهد شد. فشار و دیوارهای رگ و پایین، و پیستون افزایش می یابد.
فشار تولید شده بر روی مایع یا گاز به هر نقطه به طور مساوی در تمام جهات منتقل می شود. .
این بیانیه نامیده می شود قانون پاسکال.
بر اساس قانون پاسکال، آزمایش های زیر را آسان می کند.
این رقم نشان می دهد یک توپ توخالی دارای دهانه های کوچک در مکان های مختلف است. لوله به توپ متصل شده است که در آن پیستون وارد شده است. اگر آب را به توپ و در پیستون در لوله تایپ کنید، آب از تمام سوراخ های توپ خراب شده است. در این تجربه، پیستون بر روی سطح آب در لوله فشار می دهد. ذرات آب که زیر پیستون هستند، فشرده سازی، فشار خود را به لایه های دیگر که عمیقا دروغ می گویند انتقال می دهند. بنابراین، فشار پیستون به هر نقطه مایع منتقل می شود که توپ را پر می کند. در نتیجه، بخشی از آب از توپ به شکل پیپ های یکسان ناشی از تمام سوراخ ها خارج می شود.
اگر توپ با دود پر شود، هنگامی که پیستون در حال حرکت به لوله از تمام سوراخ های توپ، همان جریان های دود آغاز خواهد شد. این تایید می کند گازها فشار را در همه جهات به طور مساوی تولید می کنند.
فشار مایع و گاز.
تحت تاثیر وزن مایع، پایین لاستیک در لوله پیوست.
در مایع، و همچنین تمام بدن بر روی زمین، قدرت گرانش عمل می کند. بنابراین، هر لایه مایع به یک رطوبت ریخت، وزن آن باعث ایجاد فشار می شود، که طبق قانون پاسکال در تمام جهات منتقل می شود. در نتیجه، در داخل مایع فشار وجود دارد. این را می توان در تجربه دیده می شود.
در لوله شیشه ای، سوراخ پایین آن بسته شده با یک فیلم لاستیکی نازک، آب نئول است. تحت عمل وزن مایع، پایین لوله خواهد آمد.
تجربه نشان می دهد که وضعیت آب بالاتر از فیلم لاستیکی بالاتر است، بیشتر شروع می شود. اما هر بار که پایین لاستیک عجله داشت، آب در لوله به تعادل می رسد (متوقف می شود)، از آنجا که علاوه بر گرانش، نیروی کششی از فیلم لاستیکی کشش بر روی آب عمل می کند.
نیروهای بر روی فیلم لاستیکی عمل می کنند |
همان در هر دو طرف. |
تصویر.
پایین از سیلندر به دلیل فشار بر گرانش خارج می شود.
ما لوله را با یک پایین لاستیکی پایین می آوریم، که در آن آب نانیت، در یک کشتی دیگر با آب است. ما خواهیم دید که به عنوان لوله کاهش می یابد، فیلم لاستیکی به تدریج صاف می شود. اصلاح کامل فیلم نشان می دهد که نیروهایی که بر روی آن عمل می کنند از بالا و پایین برابر هستند. هنگامی که سطح آب در لوله و مخزن همزمان می شود، یک صاف کامل از فیلم وجود دارد.
همان تجربه را می توان با یک لوله انجام داد که در آن فیلم لاستیکی باز می شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است، و. این لوله را با آب در یک رگ دیگری با آب غوطه ور کنید، همانطور که در شکل نشان داده شده است، ب. ما یادآوری می کنیم که این فیلم دوباره به محض اینکه سطوح آب در لوله و رگ برابر است، درست شود. این به این معنی است که نیروهایی که بر روی فیلم لاستیک عمل می کنند، در همه طرف ها یکسان هستند.
یک کشتی را بگیرید، پایین آن می تواند ناپدید شود. بیایید آن را در یک جار با آب پایین بیاوریم. پایین در همان زمان تنگ به لبه رگ فشار داده می شود و ناپدید نخواهد شد. این فشار فشار آب را فشار می دهد، از پایین به پایین هدایت می شود.
ما به دقت آب را به کشتی بریزیم و آن را دنبال کنیم. به محض اینکه سطح آب در کشتی با سطح آب در بانک همخوانی دارد، از کشتی ناپدید می شود.
در زمان جداسازی، آن را بر روی پایین پایین پست مایع در کشتی فشار می دهد، و فشار همان در ارتفاع ستون مایع به پایین منتقل می شود، اما در بانک واقع شده است. هر دو این فشار یکسان هستند، پایین از سیلندر به عنوان یک نتیجه از گرانش خود رها می شود.
بالاتر از آزمایشات با آب، اما اگر هر مایع دیگری را به جای آب مصرف کنید، نتایج تجربه یکسان خواهد بود.
بنابراین آزمایشات نشان می دهد که در داخل مایع فشار وجود دارد، و در همان سطح آن را به همان اندازه در تمام جهات است. با فشار عمق افزایش می یابد.
گازها در این رابطه متفاوت از مایعات نیستند، زیرا آنها نیز وزن دارند. اما باید به یاد داشته باشید که تراکم گاز صدها بار کمتر از تراکم مایع است. وزن گاز موجود در کشتی کوچک است و فشار آن "وزن" آن در بسیاری موارد نمی تواند مورد توجه قرار گیرد.
محاسبه فشار مایع بر روی پایین و دیواره رگ.
محاسبه فشار مایع بر روی پایین و دیواره رگ.
در نظر بگیرید که چگونه می توانید فشار مایع را در پایین و دیوارهای کشتی محاسبه کنید. ما برای اولین بار تصمیم می گیریم که یک کشتی دارای یک شکل از یک پروانه مستطیلی مستطیلی باشد.
زور F.با استفاده از آن مایع به این کشتی فشار داده شده در پایین آن، برابر با وزن پ. مایعات موجود در یک کشتی. وزن مایع را می توان تعیین کرد، دانستن آن m.. جرم، همانطور که می دانید، می تواند توسط فرمول محاسبه شود: m \u003d ρ · v. حجم مایع، ریخته شده به کشتی انتخاب شده، آسان برای محاسبه است. اگر ارتفاع ستون مایع، که در کشتی است، نامه را نشان می دهد h.، و پایین کشتی S.T. v \u003d s · h.
توده مایع m \u003d ρ · v، یا m \u003d ρ · s · h .
وزن این مایع p \u003d g · m، یا p \u003d g · ρ · s · h.
از آنجا که وزن ستون مایع برابر با قدرت است، که مایع آن را در پایین رگ فشار می دهد، سپس وزن را جدا می کند پ. به مربع S.، ما فشار مایع را دریافت می کنیم پ.:
p \u003d p / s، یا p \u003d g · ρ · s · h / s،
ما یک فرمول برای محاسبه فشار مایع به پایین رگ دریافت کردیم. از این فرمول روشن است که فشار مایع در پایین رگ بستگی دارد تنها به تراکم و ارتفاع ستون مایع.
بنابراین، با توجه به فرمول مشتق شده، ممکن است فشار مایع را محاسبه کنید، به کشتی ریخته شود هر شکل (به طور دقیق، محاسبه ما فقط برای کشتی ها با شکل یک منشور مستقیم و سیلندر مناسب است. در دوره های فیزیک برای موسسه، ثابت شده است که فرمول برای کشتی یک فرم دلخواه درست است). علاوه بر این، فشار بر روی دیوارهای رگ را محاسبه می کند. فشار داخل مایع، از جمله فشار از پایین به پایین، بر اساس این فرمول محاسبه می شود، زیرا فشار در همان عمق به همان اندازه در تمام جهات است.
هنگام محاسبه فشار بر اساس فرمول p \u003d gρh. تراکم لازم است ρ اکسپرس در کیلوگرم در هر متر مکعب (کیلوگرم / متر 3) و ارتفاع ستون مایع h. - در متر (متر)، g. \u003d 9.8 n / kg، سپس فشار در Pascals (PA) بیان می شود.
مثال. اگر ارتفاع ستون روغن 10 متر باشد، فشار روغن را به پایین مخزن تعیین کنید و تراکم آن 800 کیلوگرم در متر مربع است.
ما شرایط کار را بنویسیم و آن را بنویسیم.
دلان :
ρ \u003d 800 کیلوگرم در متر 3
تصمیم :
p \u003d 9.8 ساعت / کیلوگرم · 800 کیلوگرم در متر مربع 3 · 10 متر ≈ 80،000 PA ≈ 80 kPa.
پاسخ : p ≈ 80 kpa.
برقراری ارتباط عروق
برقراری ارتباط عروق
این رقم دو عروق متصل شده توسط یک لوله لاستیکی را نشان می دهد. چنین عروقی نامیده می شود گزارش نویسی. دریاچه، کتری، قهوه قهوه - نمونه هایی از کشتی های ارتباطی. از تجربه ما می دانیم که آب، ریختن، به عنوان مثال، در آبیاری می تواند، همیشه در همان سطح در بینی و داخل است.
گزارش کشتی ها اغلب ما را ملاقات می کنند. به عنوان مثال، آنها می توانند یک کتری، آبیاری می توانند یا قهوه ای قهوه ای باشند. |
سطوح مایع همگن در یک سطح در کشتی های گزارش شده از هر فرم نصب شده است. |
تراکم مایع مختلف. |
با گزارش عروق گزارش می توانید تجربه ساده زیر را انجام دهید. در ابتدای تجربه، لوله لاستیکی لوله در وسط، و در یکی از لوله های ما آب ریختن. سپس گیره را باز می کنیم، و آب VMIG به یک لوله دیگر منتقل می شود تا سطح آب در هر دو لوله در یک سطح نصب نشود. شما می توانید یکی از لوله های سه پایه را تعمیر کنید، و یکی دیگر از افزایش، حذف یا شیب در جهت های مختلف. و در این مورد، به محض اینکه مایع آرام شود، سطح آن در هر دو لوله برابر است.
در کشتی های گزارش شده از هر شکل و بخش سطح یک مایع همگن در یک سطح تنظیم شده است (با توجه به اینکه فشار هوا بالاتر از مایع به همان اندازه است) (شکل 109).
این را می توان به صورت زیر توجیه کرد. مایع استراحت می کند، بدون حرکت از یک کشتی به دیگری. بنابراین، فشار در هر دو عروق در هر سطح یکسان است. مایع در هر دو عروق یکسان است، یعنی این چگالی مشابه است. بنابراین، باید همان و ارتفاع آن باشد. هنگامی که ما یک کشتی را افزایش می دهیم یا مایع را به آن اضافه می کنیم، فشار در آن افزایش می یابد و مایع به یک کشتی دیگر حرکت می کند تا فشار برابر شود.
اگر در یکی از کشتی های گزارش شده برای ریختن مایع از یک چگالی، و در دوم - تراکم متفاوت، سپس سطوح این مایعات در تعادل برابر نخواهد بود. و این قابل فهم است پس از همه، ما می دانیم که فشار مایع در پایین رگ به طور مستقیم متناسب با ارتفاع ستون و تراکم مایع است. و در این مورد، تراکم مایعات متفاوت خواهد بود.
با برابری فشار، ارتفاع ستون مایع با تراکم بیشتر کمتر از ارتفاع ستون مایع با تراکم کوچکتر (شکل) خواهد بود.
تجربه. چگونه می توان جرم هوا را تعیین کرد.
هوا هوا فشار اتمسفر
وجود فشار اتمسفر.
فشار اتمسفر بزرگتر از فشار هوا اسپری در کشتی است.
در هوا، و همچنین در هر بدن، بر روی زمین، قدرت گرانش عمل می کند و بنابراین هوا دارای وزن است. وزن هوا برای محاسبه آسان است، دانستن توده او.
در تجربه، ما نشان خواهیم داد که چگونه جرم هوا را محاسبه کنیم. برای انجام این کار، یک توپ شیشه ای با دوام را با یک چوب پنبه ای و یک لوله لاستیکی با یک کلیپ مصرف کنید. ما از هوا خارج می شویم، ما از لوله به کلیپ و تعادل در مقیاس ها صعود می کنیم. سپس، باز کردن گیره بر روی لوله لاستیکی، اجازه دهید هوا در آن. وزن تعادل خواهد شد شکستن. برای بازگرداندن آن، توده ای که باید در فنجان دیگر وزن قرار گیرد، جرم هوا برابر با حجم زیادی از توپ خواهد بود.
آزمایشات نشان داد که در دمای 0 درجه سانتیگراد و فشار اتمسفر طبیعی، توده هوا 1 متر 3 کیلوگرم است. وزن این هوا آسان است برای محاسبه:
p \u003d g · m، p \u003d 9.8 n / kg · 1.29 کیلوگرم ≈ 13 N.
غلاف هوا اطراف زمین نامیده می شود اتمسفر (از یونانی. هم - زوج ها، هوا، و کره - توپ)
اتمسفر، همانطور که مشاهدات پرواز ماهواره های مصنوعی زمین را نشان می دهد، به ارتفاع چند هزار کیلومتر می رسد.
با توجه به گرانش گرانش، لایه های بالایی اتمسفر، مانند آب اقیانوس، لایه های پایین تر را فشرده می کنند. لایه هوا مجاور به طور مستقیم به زمین بیشتر فشرده شده است و طبق قانون پاسکال، فشار تولید شده بر روی آن در تمام جهات.
در نتیجه، سطح زمین و بدن، که بر روی آن هستند، فشار کل ضخامت هوا را آزمایش می کنند یا به طور معمول در چنین مواردی آزمایش می شوند فشار اتمسفر .
وجود فشار اتمسفر می تواند پدیده های بسیاری را که ما در زندگی ما ملاقات می کنیم، توضیح دهیم. برخی از آنها را در نظر بگیرید.
این رقم نشان می دهد یک لوله شیشه ای، که در آن پیستون واقع شده است، به شدت مجاور دیوارهای لوله. پایان لوله کاهش آب است. اگر پیستون را بالا ببرید، آب در پشت آن مطرح خواهد شد.
این پدیده در پمپ های آب و برخی از دستگاه های دیگر استفاده می شود.
این رقم یک کشتی استوانه ای را نشان می دهد. این پلاگین بسته شده است که یک لوله با یک جرثقیل وارد شده است. از پمپ عروسی، هوا را پمپ می کند. سپس پایان لوله در آب قرار می گیرد. اگر شما در حال حاضر یک جرثقیل را باز کنید، چشمه آب در کشتی پشته خواهد شد. آب وارد کشتی می شود، زیرا فشار اتمسفر بیشتر از فشار هوا کم در کشتی است.
چرا یک پوسته هوا از زمین وجود دارد.
مانند تمام اجسام، مولکول های گاز که بخشی از پوسته هوا زمین هستند به زمین جذب می شوند.
اما چرا همه آنها بر روی زمین سقوط خواهند کرد؟ پوسته هوا از زمین، فضای آن حفظ می شود؟ برای درک این موضوع ضروری است که گازها در جنبش مداوم و ناسازگار باشند. اما پس از آن یک سوال دیگر مطرح می شود: چرا این مولکول ها به فضای جهان پرواز نمی کنند، یعنی، در فضا.
به منظور به طور کامل زمین، مولکول، مانند یک فضاپیما یا موشک، باید سرعت بسیار بیشتری داشته باشد (حداقل 11.2 کیلومتر بر ثانیه). این به اصطلاح است دوم سرعت کیهانی. سرعت بسیاری از مولکول های هوا زمین به طور قابل توجهی کمتر از این سرعت فضا است. بنابراین، اکثر آنها به نیروی گرانش به زمین وابسته هستند، تنها مقدار کمی از مولکول های ناچیزانه از زمین به فضا فرار می کنند.
جنبش بی نظیر مولکول ها و اقدام بر آنها از گرانش منجر می شود که منجر به این واقعیت می شود که مولکول های گاز "pary" در فضا در نزدیکی زمین، تشکیل یک غلاف هوا، و یا جو شناخته شده به ما.
اندازه گیری ها نشان می دهد که تراکم هوا به سرعت با ارتفاع کاهش می یابد. بنابراین، در ارتفاع 5.5 کیلومتر بالای زمین، تراکم هوا 2 برابر کمتر از تراکم آن در سطح زمین است، در ارتفاع 11 کیلومتر - 4 برابر کمتر و غیره، هوا سریع است. در نهایت، در لایه های بالایی (صدها و هزاران کیلومتر بالای زمین) جو به تدریج به یک فضای بی نظیر می رود. غلاف هوا زمین یک مرز روشن ندارد.
به طور دقیق، به دلیل گرانش گرانش، تراکم گاز در هر کشتی بسته غیر etinakov در طول حجم کشتی است. در پایین رگ، تراکم گاز بیشتر از قسمت های بالای آن است، بنابراین فشار در کشتی یکسان نیست. در پایین کشتی آن بیش از در بالای صفحه است. با این حال، برای گاز موجود در کشتی، این تفاوت در تراکم و فشار بسیار کم است در بسیاری از موارد به هیچ وجه به حساب نمی آید، فقط به دانستن در مورد آن. اما برای جو، کشش چند هزار کیلومتر، تفاوت ضروری است.
اندازه گیری فشار اتمسفر. تجربه Torricelli
فشار اتمسفر را با توجه به فرمول برای محاسبه فشار ستون مایع محاسبه کنید (§ 38) غیر ممکن است. برای چنین محاسبه، شما باید ارتفاع جو و تراکم هوا را بدانید. اما هیچ مرزی خاصی در اتمسفر وجود ندارد و تراکم هوا در ارتفاع مختلف متفاوت است. با این حال، فشار اتمسفر را می توان با کمک تجربه پیشنهاد شده در قرن هفدهم توسط دانشمند ایتالیایی اندازه گیری کرد Evangelist Torricelli دانش آموز گالیله
تجربه Torricelli شامل موارد زیر است: یک لوله شیشه ای با طول حدود 1 متر، از یک طرف، با جیوه پر شده است. سپس، انتهای دوم لوله را به شدت بسته می کند، آن را تبدیل به یک فنجان با جیوه، جایی که، در زیر سطح جیوه، لوله باز می شود. همانطور که در هر آزمایش با مایع، بخشی از جیوه به یک فنجان ریخته می شود و بخشی از آن در لوله باقی می ماند. ارتفاع ستون جیوه باقی مانده در لوله حدود 760 میلی متر است. هیچ جیوه در داخل لوله هوا وجود ندارد، فضای بی نظیر وجود دارد، بنابراین هیچ گاز فشار به بالا به پست جیوه در داخل این لوله فشار می دهد و بر اندازه گیری تاثیر نمی گذارد.
Torricelli، که پیشنهاد تجربه فوق را پیشنهاد کرد، به توضیح او پیشنهاد کرد. اتمسفر بر روی سطح جیوه در یک فنجان فشار می آورد. جیوه در تعادل است بنابراین، فشار در لوله در سطح aa1 (نگاه کنید به شکل) برابر با فشار اتمسفر است. با تغییر در فشار اتمسفر، ارتفاع ستون جیوه در لوله تغییر می کند. با افزایش فشار، ستون گسترش یافته است. با کاهش فشار، پست جیوه ارتفاع آن را کاهش می دهد.
فشار در لوله در سطح AA1 توسط وزن پست جیوه در لوله ایجاد شده است، زیرا هوا در بالای لوله بیش از جیوه وجود ندارد. از این رو آن را دنبال می کند فشار اتمسفر برابر با فشار پست جیوه در لوله است ، به عنوان مثال
پ. atm \u003d. پ. سیاره تیر.
بیشتر فشار اتمسفر، بالاتر از پست جیوه در تجربه Torricelli بالاتر است. بنابراین، در عمل، فشار اتمسفر را می توان با ارتفاع یک ستون جیوه (در میلیمتر یا سانتیمتر) اندازه گیری کرد. اگر، به عنوان مثال، فشار اتمسفر 780 میلیمتر Hg است. هنر. (آنها می گویند "میلی متر ستون جیوه")، این بدان معنی است که هوا فشار مشابهی را تولید می کند که توسط یک پست عمودی از ارتفاع جیوه 780 میلیمتر تولید می شود.
در نتیجه، در این مورد، 1 میلی متر ستون های جیوه (1 میلیمتر Hg) در هر واحد اندازه گیری فشار اتمسفر گرفته می شود. نسبت این واحد را پیدا کنید و واحد به ما شناخته شده است - پاسداری (PA).
فشار جیوه ρ ارتفاع جیوه 1 میلی متر برابر است:
پ. = g · ρ · h, پ. \u003d 9.8 N / KG · 13 600 کیلوگرم در متر مربع 3 · 0.001 متر مربع 133.3 PA.
بنابراین، 1 میلی متر RT. هنر. \u003d 133.3 PA
در حال حاضر فشار اتمسفر برای اندازه گیری در هکتاپاسکال (1 GPA \u003d 100 PA) ساخته شده است. به عنوان مثال، در گزارش های آب و هوایی ممکن است اعلام شود که فشار 1013 GPA است، آن را همانند 760 میلی متر جیوه است. هنر.
Torricelli روزانه برای ارتفاع ستون جیوه در لوله تماشا کرد که این ارتفاع تغییر می کند، به نظر می رسد، فشار اتمسفر بی رحم است، می تواند افزایش و کاهش یابد. Torricelli همچنین متوجه شد که فشار اتمسفر با تغییر آب و هوا همراه است.
اگر یک لوله با جیوه مورد استفاده در تجربه Torricelli، یک مقیاس عمودی را ضمیمه کنید، سپس ساده ترین دستگاه خواهد بود. فشار سنج جیوه (از یونانی. بارو - سنگین بودن مته - اندازه گرفتن). این برای اندازه گیری فشار اتمسفر عمل می کند.
فشار سنج - آنروئید.
در عمل برای اندازه گیری فشار اتمسفر، یک فشار سنج فلزی استفاده می شود aneeroid (ترجمه شده از یونانی - وابسته به انجماد) بنابراین فشار سنج نامیده می شود، زیرا جیوه وجود ندارد.
ظاهر آنروئید در شکل نشان داده شده است. بخش اصلی آن جعبه فلزی 1 با سطح موجدار (راه راه) است (نگاه کنید به دکتر شکل.). از این جعبه، هوا جوش داده شده است، و به طوری که فشار اتمسفر جعبه را خرد نمی کند، پوشش آن 2 بهار به تأخیر افتاده است. با افزایش فشار اتمسفر، درب از بین رفت و بهار می زد. با کاهش فشار، بهار، پوشش را صاف می کند. بهار با کمک مکانیسم انتقال 3، یک نشانگر فلش 4 متصل است، که در هنگام تغییر فشار به سمت راست حرکت می کند یا به سمت چپ حرکت می کند. در زیر فلش، مقیاس تقویت شد، تقسیم آن بر اساس شهادت فشار سنج جیوه اعمال می شود. بنابراین، شماره 750، که در آن پیکان Aneroid وجود دارد (نگاه کنید به شکل)، نشان می دهد که در حال حاضر در فشار سنج جیوه، ارتفاع ستون جیوه 750 میلی متر است.
در نتیجه، فشار اتمسفر 750 میلی متر جیوه است. هنر. یا ≈ 1000 GPA.
مقدار فشار اتمسفر برای پیش بینی آب و هوا برای روزهای آینده بسیار مهم است، زیرا تغییر در فشار اتمسفر با تغییر در آب و هوا همراه است. فشار سنج یک دستگاه ضروری برای مشاهدات هواشناسی است.
فشار اتمسفر در ارتفاع های مختلف.
در مایع، فشار، همانطور که می دانیم بستگی به تراکم مایع و ارتفاع ستون آن دارد. با توجه به کمبود فشرده سازی، تراکم مایع در عمق های مختلف تقریبا یکسان است. بنابراین، با محاسبه فشار، ما ثابت چگالی آن را در نظر می گیریم و تنها تغییر ارتفاع را در نظر می گیریم.
در مورد گازها مشکل تر است. گاز به شدت فشرده می شود. و قوی تر گاز فشرده شده است، تراکم آن بیشتر و فشار بیشتری تولید می شود. پس از همه، فشار گاز با دمیدن مولکول های خود در مورد سطح بدن ایجاد می شود.
لایه های هوا در سطح زمین توسط تمام لایه های هوای پوشیده شده که بیش از آنها هستند فشرده می شوند. اما بالاتر از سطح لایه هوا، ضعیف تر آن فشرده شده، چگالی کمتر آن است. در نتیجه، فشار کمتر آن تولید می شود. اگر، به عنوان مثال، یک بالون بالاتر از سطح زمین افزایش می یابد، فشار هوا بر روی توپ کوچکتر می شود. این اتفاق می افتد نه تنها به این دلیل که ارتفاع ستون هوا بالاتر از آن کاهش می یابد، بلکه همچنین به این دلیل که تراکم هوا کاهش می یابد. در بالا، کمتر از زیر است. بنابراین، وابستگی فشار هوا از ارتفاع پیچیده تر از مایعات است.
مشاهدات نشان می دهد که فشار اتمسفر در مناطقی که در سطح دریا قرار دارند، به طور متوسط \u200b\u200b760 میلی متر جیوه می باشد. هنر.
فشار اتمسفر برابر با فشار RTUCHI POST 760 میلیمتر بالا در 0 درجه سانتیگراد، فشار اتمسفر طبیعی است.
فشار اتمسفر طبیعی به طور مساوی 101 300 PA \u003d 1013 GPA.
ارتفاع بالاتر از سطح دریا، فشار کمتر است.
با خطوط کوچک، به طور متوسط، برای هر 12 متر، فشار به میزان 1 میلی متر جیوه کاهش می یابد. هنر. (یا 1.33 GPA).
دانستن وابستگی فشار به ارتفاع، ممکن است ارتفاع بالاتر از سطح دریا تعیین شود. Aneroids دارای مقیاس که در آن شما می توانید بلافاصله اندازه گیری ارتفاع بالاتر از سطح دریا نامیده می شود مقاومت بالا . آنها در هواپیمایی و هنگام بلند کردن کوه ها استفاده می شود.
مانومتر
ما قبلا می دانیم که فشار سنج برای اندازه گیری فشار اتمسفر استفاده می شود. برای اندازه گیری فشار، بیش از یا کوچکتر اتمسفر، استفاده می شود منمترس (از یونانی. منو - نادر، سست، مته - اندازه گرفتن). فشار سنج ها مایع و فلز.
|
|
ابتدا دستگاه و عمل را در نظر بگیرید فشار سنج مایع را باز کنید. این شامل یک لوله شیشه ای دو ستاره است که هر مایع را جریان می دهد. مایع در هر دو زانو در یک سطح نصب شده است، زیرا تنها فشار اتمسفری بر روی سطح آن در زانوهای کشتی معتبر است.
برای درک اینکه چگونه چنین اندازه گیری فشار کار می کند، می توان آن را به یک لوله لاستیکی با یک جعبه تخت گرد متصل کرد، یک طرف آن با یک فیلم لاستیکی سفت می شود. اگر انگشت را به فیلم فشار دهید، سطح مایع در زانو اندازه گیری فشار، متصل شده در جعبه، قطره، و در یک زانو دیگر افزایش می یابد. این توضیح چیست؟
هنگام فشار دادن فیلم در جعبه در فیلم افزایش می یابد. با توجه به قانون پاسکال، این افزایش فشار انتقال می یابد و مایع در آویز سنج فشار، که به جعبه متصل است منتقل می شود. بنابراین، فشار بر مایع در این زانو بیشتر از طرف دیگر خواهد بود، جایی که تنها فشار اتمسفر به مایع اعمال می شود. تحت عمل قدرت این بیش از حد فشار، مایع شروع به حرکت می کند. در زانو با هوای فشرده، مایع کاهش می یابد، در دیگر - افزایش خواهد یافت. هنگامی که فشار بیش از حد هوای فشرده بر اساس فشار، مایع به تعادل (توقف) می رسد، که بر اساس فشار است، که قطب بیش از حد مایع را در زانوی دیگر فشار سنج تولید می کند.
قوی تر برای فشار بر روی فیلم، بالاتر از قطب بیش از حد مایع، فشار بیشتر آن است. از این رو، تغییر در فشار را می توان با ارتفاع این پست اضافی مورد قضاوت قرار داد..
شکل نشان می دهد که چگونه فشار سنج فشار می تواند فشار داخل مایع را اندازه گیری کند. لوله عمیق تر در مایع غوطه ور شده است، بیشتر تفاوت در ارتفاع ستون های مایع در زانو زانعات فشار سنجبنابراین، و فشار زیاد مایع تولید می کند.
اگر جعبه ای از دستگاه را در یک عمق درون مایع نصب کنید و آن را با فیلم برداری کنید، آن را بچرخانید، سپس شهادت سنج فشار تغییر نخواهد کرد. بنابراین باید باشد در همان سطح داخل فشار مایع به همان اندازه در تمام جهات است.
شکل نشان می دهد فشار سنج فلز . بخش اصلی چنین فشار سنج - یک لوله فلزی خم به لوله 1 ، یک پایان از آن بسته شده است. انتهای دیگر لوله با جرثقیل 4 این گزارش به کشتی که فشار اندازه گیری شده است گزارش شده است. با افزایش فشار، لوله اعمال می شود. حرکت پایان بسته خود را با اهرم 5 و دنده 3 فلش گذشت 2 حرکت در اطراف مقیاس دستگاه. با کاهش فشار، لوله، به علت کشش آن، به موقعیت قبلی باز می گردد، و فلش به صفر تقسیم مقیاس.
پمپ مایع پیستون.
در آزمایش ایالات متحده پیشتر (§ 40) در نظر گرفته شد، مشخص شد که آب در لوله شیشه ای تحت عمل فشار اتمسفر در پشت پیستون افزایش یافت. این بر اساس است پیستون پمپ ها
پمپ در تصویر نشان داده شده است. این شامل یک سیلندر است که در داخل آن بالا و پایین می رود، به شدت مجاور دیوارهای کشتی، پیستون 1 . در پایین سیلندر و پیستون خود را نصب کرد 2 باز کردن فقط بالا. هنگامی که پیستون حرکت می کند، آب تحت عمل فشار اتمسفری وارد لوله می شود، دریچه های پایین تر را بالا می برد و در پشت پیستون حرکت می کند.
هنگامی که پیستون آب زیر پیستون را حرکت می دهد، دریچه های پایین را فشار می دهد و آن را بسته می کند. در عین حال، دریچه داخل پیستون تحت فشار آب باز می شود و آب در بالای پیستون به فضا می رود. در حرکت بعدی پیستون در محل با آن، آب بیش از آن است، که به لوله تخلیه ریخته می شود. در عین حال، بخش جدیدی از آب در پشت پیستون افزایش می یابد، که با کاهش پس از پیستون، بالاتر از آن خواهد بود، و کل روش دوباره و دوباره تکرار می شود، در حالی که پمپ کار می کند.
فشار هیدرولیکی.
قانون پاسکال اجازه می دهد تا شما را به توضیح عمل ماشین هیدرولیک (از یونانی. هیدرولیک - اب). اینها ماشین هایی هستند که عمل آنها بر اساس قوانین حرکت و مایع های تعادل است.
بخش اصلی دستگاه هیدرولیک دو سیلندر از قطر های مختلف، مجهز به پیستون ها و یک لوله اتصال است. فضای زیر پیستون ها و لوله با مایع (معمولا روغن معدنی) پر شده است. ارتفاع ستون های مایع در هر دو سیلندر یکسان است، تا زمانی که پیستون ها نیروها داشته باشند.
فرض کن اکنون نیروها F. 1 I. F. 2 - نیروهای عمل بر روی پیستون S. 1 I. S. 2 - مربع پیشتر. فشار زیر اولین پیستون (کوچک) برابر است پ. 1 = F. 1 / S. 1، و زیر دوم (بزرگ) پ. 2 = F. 2 / S. 2 با توجه به قانون پاسکال، فشار مایع استراحت در تمام جهات به همان اندازه منتقل می شود، یعنی پ. 1 = پ. 2 یا F. 1 / S. 1 = F. 2 / S. 2، محل سکونت:
F. 2 / F. 1 = S. 2 / S. 1 .
در نتیجه، قدرت F. 2 برای بسیاری از قدرت بیشتر قدرت F. 1 , چند بار این منطقه پیستون بزرگ تر از منطقه پیستون کوچک است. به عنوان مثال، اگر منطقه پیستون بزرگ 500 سانتی متر باشد، و 5 سانتیمتر کوچک 5 و قدرت 100 نان در یک پیستون کوچک عمل می کند، نیرو بر روی پیستون بزرگتر عمل می کند، 100 برابر بیش از 100 بار، این است، 10،000 N.
بنابراین، با استفاده از یک دستگاه هیدرولیک، ممکن است بزرگترین نیرو را متعادل سازد.
نگرش F. 1 / F. 2 برندهای را به زور نشان می دهد. به عنوان مثال، در مثال بالا، برنده ها برابر با 10 000 n / 100 h \u003d 100 هستند.
دستگاه هیدرولیک خدمت به فشار دادن (فشار دادن) نامیده می شود فشار هیدرولیکی .
پرس هیدرولیک استفاده می شود که در آن قدرت بسیار مورد نیاز است. به عنوان مثال، برای فشار دادن روغن از دانه ها در کارخانه های نفت، برای فشار دادن تخته سه لا، مقوا، یونجه. در گیاهان متالورژی، پرس هیدرولیک برای تولید شفت های فولادی ماشین آلات، چرخ های راه آهن و بسیاری از محصولات دیگر استفاده می شود. پرس هیدرولیک مدرن می تواند قدرت را در ده ها و صدها میلیون نیوتون توسعه دهد.
دستگاه پرس هیدرولیک در شکل نشان داده شده است. بدن فشرده 1 (a) بر روی پلت فرم متصل به پیستون بزرگ 2 (B) قرار می گیرد. با کمک یک پیستون کوچک 3 (د) فشار زیادی بر روی مایع ایجاد می شود. این فشار به هر نقطه از سیلندر پر کننده مایع منتقل می شود. بنابراین، فشار مشابه برای پیستون دوم معتبر است. اما از آنجا که منطقه پیستون دوم (بزرگ) کوچکتر است، نیرویی که بر آن عمل می کند، قدرت بیشتری بر روی پیستون 3 (D) خواهد داشت. تحت عمل این نیرو، پیستون 2 (B) افزایش خواهد یافت. هنگام بلند کردن پیستون 2 (B)، بدن (a) بر روی پلت فرم ثابت ثابت و فشرده می شود. استفاده از فشار سنج 4 (متر)، فشار مایع اندازه گیری می شود. شیر ایمنی 5 (P) به طور خودکار هنگامی که فشار مایع بیش از مقدار مجاز است، باز می شود.
از یک سیلندر کوچک به یک مایع بزرگ، توسط حرکات مکرر پیستون کوچک 3 (D) پمپ می شود. این به شرح زیر است. هنگام صعود از پیستون کوچک (D)، شیر 6 (K) باز می شود، و مایع به فضای واقع در زیر پیستون سوق می دهد. هنگام کاهش پیستون کوچک تحت عمل فشار مایع، شیر 6 (K) بسته شده است، و شیر 7 (k ") باز می شود، و مایع به یک کشتی بزرگ می رود.
اثر آب و گاز به بدن غوطه ور شده در آنها.
زیر آب، ما به راحتی می توانیم یک سنگ را افزایش دهیم که با مشکل در هوا افزایش می یابد. اگر پلاگین را زیر آب غوطه ور کنید و آن را از دست آزاد کنید، آن را پاپ می کند. چگونه می توانم این پدیده ها را توضیح دهم؟
ما می دانیم (§ 38) که مایع در پایین و دیوارهای کشتی فشار می آورد. و اگر شما بدن جامد داخل مایع قرار داده اید، آن را نیز تحت فشار قرار می دهد، مانند دیوارهای کشتی.
نیروهایی را که توسط مایع بر روی بدن غوطه ور شده اند را در نظر بگیرید. برای استدلال آسان تر، یک بدن را انتخاب کنید که دارای یک فرم موازی با پایه های موازی با سطح مایع است (شکل). نیروهایی که در چهره های بدن عمل می کنند، همزمان هستند و یکدیگر را متعادل می کنند. تحت عمل این نیروها، بدن فشرده شده است. اما نیروها بر روی لبه های بالا و پایین بدن، نابرابر عمل می کنند. در چهره بالا، از بالا فشار دهید F. 1 ارتفاع مایع قطب h. یکی در سطح پایین سطح، فشار یک ارتفاع قطب مایع تولید می کند h. 2 این فشار، همانطور که می دانیم (§ 37)، در داخل مایع در تمام جهات منتقل می شود. در نتیجه، در پایین بدن از پایین به بالا با نیروی F. 2 ارتفاع قطب مایع را می دهد h. 2 ولی h. 2 تابیشتر h. 1، بنابراین، ماژول برق F. 2 ماژول قدرت بیشتر F. یکی بنابراین، بدن از مایع با نیروی استفاده می شود F. برابر با تفاوت نیروها F. 2 - F. 1، I.E.
اما این فقط در مربع نیست. نقش مهمی با شدت نیروهای مورد استفاده قرار می گیرد. اگر، به عنوان مثال، در همان. هیئت مدیره (نگاه کنید به شکل 81) وزن دیگری را قرار دهید، سپس ناخن ها (با همان منطقه پشتیبانی) در شن و ماسه حتی عمیق تر بارگذاری می شود.
