Pascalov zakon za tečnosti i gasove. Prenos pritiska tečnostima i gasovima

Pascalov zakon za tečnosti i gasove kaže da pritisak, šireći se u supstanci, ne menja njenu snagu i da se podjednako prenosi u svim pravcima. Tečne i gasovite supstance ponašaju se pod pritiskom sa nekim razlikama. Razlika je zbog ponašanja čestica i težine gasova i tečnosti. U članku ćemo sve ovo detaljno razmotriti uz pomoć vizuelnih eksperimenata.

Da li se pritisak tečnosti prenosi

Uzmimo cilindričnu posudu, koja je hermetički zatvorena sa klipom odozgo. Unutra je tečnost, a na klipu je težina. Ona vrši pritisak silom jednakom njenoj težini. Ovaj pritisak se prenosi na tečnost. Njegovi molekuli, za razliku od čvrstih čestica tijela, mogu se slobodno kretati jedan u odnosu na drugi. Ne postoji strogi red u njihovom rasporedu, haotično su raštrkani.

Znanje o karakteristikama kretanja čestica različitih supstanci će nam dodatno pomoći da razumemo Pascalov zakon za tečnosti i gasove. Kako će se ponašati molekuli tečnosti ako na njih djelujemo silom pritiska kettlebella? Iskustvo će nam pomoći da odgovorimo na ovo pitanje.

Kako se tečnost ponaša pod pritiskom

Model tečnosti će biti staklene kugle, a model posude će biti kutija bez poklopca. Kugle, kao i čestice tečnosti, slobodno se kreću u posudi. Uzmimo bilo koji predmet iste širine kao širina okvira. Simuliraće klip.

Pritisnite klip na tečnost. Kako se njegovi molekuli ponašaju? Vidimo da pritiskaju i na dnu posude i na njegovim zidovima. Guraju jedni druge i imaju tendenciju da ispadnu iz okvira. Da je prava tečnost, imala bi tendenciju da prska iz posude. Kasnije, proučavajući Pascalov zakon za tečnosti i gasove, to ćemo vidjeti kroz iskustvo. Zbog činjenice da se molekuli slobodno kreću, pritisak koji vrši težina prenosi se sa strane i na dolje. A šta se dešava ako tečnost zamenite gasom?

Kako se vazduh ponaša pod pritiskom

Recimo da imamo cilindar sa klipom ispunjenim vazduhom. Stavili smo teret na vrh klipa. Kako se proizvodi pritisak na prenos gasa? Kada se klip pomeri nadole, rastojanje između molekula u gornjem delu gasa se smanjuje, ali to nije dugo. Brzina molekula gasa je stotine metara u sekundi. Udaljenost između njih je mnogo veća od njihove veličine. Kreću se u nasumičnim smjerovima i sudaraju jedni s drugima.

Kada se klip spušta, čestice se jednostavno zaključavaju u manjem obimu. Kao rezultat toga, često udaraju u zidove posude, a sa smanjenjem zapremine gasa, njegov pritisak se povećava. Ovaj postulat treba zapamtiti kako bi kasnije bilo lakše razumjeti Pascalov zakon za tečnosti i gasove. Broj otkucaja u sekundi po kvadratnom centimetru je skoro isti. To znači da se pritisak koji klip proizvodi prenosi u svim smjerovima bez promjene.

Prenos pritiska u različitim pravcima

Pascalov zakon, prenos pritiska tečnostima i gasovima ne može se razumeti ako se ne razume jedna neobičnost: kako je?, da guramo prema dolje, a pritisak se prenosi i prema dolje i sa strane? A šta ako je cijev pričvršćena za cilindar, hoće li se pritisak prenositi kroz nju? Hajde da sprovedemo eksperiment.

Uzmite dve špriceve napunjene vodom i spojite ih cevčicom. Posmatrajmo kako će se pritisak prenijeti tečnošću koja se nalazi u špricevima. Pritisnite klip jednog šprica. Sila pritiska na klip, a time i na tečnost, usmerena je nadole. Međutim, vidimo da se klip drugog šprica diže. Ispada da pritisak, koji se prenosi kroz cijev, mijenja smjer sile. Zanimljivo je da se špricevi mogu postaviti ne samo okomito, već i pod pravim uglom jedni prema drugima. Rezultat će biti isti.

Izlijte vodu i biće vazduha u špricevima. Ponovimo iskustvo. Tokom eksperimenta videćemo da gas takođe prenosi Pritisak u svim pravcima. Postoji samo jedna razlika sa tečnošću. Ako spustite klip jednog šprica što je više moguće i popravite ga prstom, onda kada pritisnete klip drugog šprica, gas će se stisnuti. Njegov obim će se smanjiti otprilike dva puta, a klip će nastojati da se odbije. Ovaj gas, nastojeći da poveća svoju zapreminu, uzrokuje da se klip kreće prema gore. Sa tečnošću bi bilo drugačije, ne bi je bilo moguće tako lako stisnuti.

Pascalov zakon

Proučićemo prenos pritiska tečnostima i gasovima uz pomoć iskustva. Izumio ga je francuski fizičar Blaise Pascal. Uzmite šuplju kuglu za koju je pričvršćena staklena cijev. Postoje male rupe u različitim dijelovima lopte (gornji, bočni,donji). Unutar cijevi je postavljen klip. Ovo je poseban uređaj za demonstriranje Pascalovog zakona.

Napunite balon vodom kroz cijev da vidite kako će se ponašati. Iako gravitacija djeluje na loptu od vrha do dna, curi voda teče iz rupa lopte pod uglom, u stranu, pa čak i prema gore. Naravno, oni malo odstupaju od svog prvobitnog smjera, jer na njih djeluje gravitacija. Vidimo da se pritisak proizveden na vodi prenosi u svim smjerovima.

Ako uzmemo dim umjesto vode i napravimo ovaj eksperiment, promatrat ćemo prenos pritiska u gasu lično, jer je dim gas obojen malim česticama čađi ili smole. Zbog činjenice da je veoma lagan, gravitacija neće toliko uticati na njega, neće odstupati od svog prvobitnog položaja koliko kap vode. Možemo izvući sljedeći zaključak: pritisak koji se vrši na tečnost ili gas prenosi se, bez promjene sile, na bilo koju tačku tečnosti i gasa u svim smjerovima. Ovo je Pascalov zakon za tečnosti i gasove. Formula: P = F / S, gdje je P pritisak. Jednak je omjeru sile F i površine S na kojoj djeluje okomito.