Давление газа и жидкости на стенки сосудов вызывается ударами молекул газа или жидкости.
От чего зависит давление в жидкости и газе?
Давление зависит от рода жидкости или газа; от их температуры. При нагревании молекулы движутся быстрее и сильнее ударяют о стенку сосуда.
От чего же еще зависит давление внутри них?
Почему исследователи океанских и морских глубин не могут опускаться на дно без специальных аппаратов: батискафов, батисфер?
Демонстрируется стакан с водой. На жидкость действует сила тяжести. Каждый слой своим весом создает давление на другие слои.
Чтобы ответить на вопрос: от чего еще зависит давление в жидкости или газе, определим опытным путем.
(У чащихся делятся на 4 группы, опытным путем проверяющие следующие ответы на вопросы):
1. одинаково ли давление жидкости на одном и том же уровне снизу вверх и сверху вниз?
2. существует ли давление на боковую стенку сосуда?
3. зависит ли давление жидкости от её плотности?
4. зависит ли давление жидкости от высоты столба жидкости?
Задание 1-й группе
Одинаково ли давление жидкости на одном и том же уровне снизу вверх и сверху вниз?
Налейте в пробирку подкрашенную воду. Почему пленка прогнулась?
Опускайте пробирку в сосуд с водой.
Следите за поведением резиновой пленки.
Когда пленка выпрямилась?
Сделайте вывод: существует ли давление внутри жидкости, одинаково ли давление жидкости на одном и том же уровне сверху вниз и снизу вверх? Запишите его.
Задание 2-й группе
Существует ли давление на боковую стенку сосуда и одинаково ли оно на одном и том же уровне?
Заполните бутылку водой.
Одновременно откройте отверстия.
Проследите за тем, как вытекает вода из отверстий.
Сделайте вывод: существует ли давление на боковую стенку, одинаково ли оно на одном и том же уровне?
Задание 3-й группе
Зависит ли давление жидкости от высоты столба (глубины)?
Заполните бутылку водой.
Одновременно откройте все отверстия в бутылке.
Проследите за струйками вытекающей воды.
Почему вытекает вода?
Сделайте вывод: зависит ли давление в жидкости от глубины?
Задание 4-й группе
Зависит ли давление от плотности жидкости?
Налейте в одну пробирку воду, а в другую – масло подсолнечное, в равном количестве.
Одинаково ли прогибаются пленки?
Сделайте вывод: почему прогибаются пленки; зависит ли давление жидкости от её плотности?
Вылейте воду и масло в стаканы.
Плотность чистой воды – 1000 кг/м3. Подсолнечного масла – 930 кг/м3.
Выводы.
1. Внутри жидкости существует давление.
2. На одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям.
3. Чем больше плотность жидкости, тем больше её давление.
4. С глубиной давление увеличивается.
5. Давление увеличивается с ростом температуры.
Подтвердим сделанные вами выводы еще несколькими опытами.
Опыт 1.
Опыт 2. Если жидкость находится в покое и в равновесии, будет ли давление во всех точках внутри жидкости одинаковым? Внутри жидкости давление не должно быть одинаковым на разных уровнях. Вверху – наименьшее, В середине- среднее, у дна – наибольшее.
Давление жидкости зависит только от плотности и высоты столба жидкости.
Давление в жидкости рассчитывается по формуле:
p = gρh,
где g= 9,8 Н/кг (м/с2) - ускорение свободного падения; ρ- плотность жидкости; h - высота столба жидкости (глубина погружения).
Итак, для нахождения давления необходимо умножить плотность жидкости на величину ускорения свободного падения и высоту столба жидкости.
В газахплотность во много раз меньше плотности жидкостей. Поэтому вес газов, в сосуде мал и его весовое давление, можно не учитывать. Но если речь идет о больших массах и объемах газов, например, в атмосфере, то зависимость давления от высоты становится ощутимой.
Закон Паскаля.
Прилагая некоторую силу, заставим поршень немного войти в сосуд и сжать газ, находящийся непосредственно под ним. Что произойдет с частицами газа?
Частицы распложаться под поршнем более плотно, чем прежде.
Как вы думаете, что произойдет дальше? Благодаря подвижности частицы газа будут перемещаться по всем направлениям. Вследствие этого их расположение опять станет равномерным, но более плотным, чем раньше. Поэтому давление газа всюду возрастет и число ударов о стенки сосуда увеличивается. При расширении - уменьшится.
Добавочное давление передалось всем частицам газа. Если увеличиться давление газа около самого поршня на 1 Па, то во всех точках внутри газа увеличится настолько же.
Эксперимент: полый шар, имеющий узкие отверстия, присоединим к трубке с поршнем. Наберем воды в шар и вдвинем в трубку поршень. Что наблюдаете? В ода польется из всех отверстий равномерно.
Если на газ или жидкость надавить, то увеличение давления «почувствуется» в каждой точке жидкости или газа, т.е. давление, производимое на газ, передается в любую точку одинаково по всем направлениям.Это утверждение называют законом Паскаля.
Закон Паскаля: жидкости и газы передают оказываемое на них давление по всем направлениям одинаково.
Закон этот был открыт в 17 веке французским физиком и математиком Блезом Паскалем (1623-1662), который открыл и исследовал ряд важных свойств жидкостей и газов. Опытами подтвердил существование атмосферного давления, открытого итальянским учёным Торричелли.
Действие закона Паскаля в жизни:
= в шарообразной форме мыльных пузырей (давление воздуха внутри пузыря передается во всем направлениям без изменения);
= душ, лейка;
= при ударе футболиста по мячу;
= в автомобильной шине (при накачке увеличение давления заметно во всей шине);
= в воздушном шаре…
Итак, мы с вами рассмотрели передачу давления жидкостями и газами. Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку одинаково по всем направлениям.