Balandlikka suyuqlik bilan to'ldirilgan gorizontal pastki va vertikal devorlarga ega silindrsimon idishni olaylik (248-rasm).

Guruch. 248. Devorlari vertikal bo'lgan idishda pastki qismdagi bosim kuchi butun quyilgan suyuqlikning og'irligiga teng.

Guruch. 249. Tasvirlangan barcha idishlarda pastki qismdagi bosim bir xil. Birinchi ikkita idishda u quyilgan suyuqlikning og'irligidan ko'p, qolgan ikkitasida kamroq.

Idishning pastki qismidagi har bir nuqtadagi gidrostatik bosim bir xil bo'ladi:

Agar idishning pastki qismi maydonga ega bo'lsa, u holda idishning pastki qismidagi suyuqlikning bosim kuchi, ya'ni idishga quyilgan suyuqlikning og'irligiga teng bo'ladi.

Keling, shakli jihatidan farq qiladigan, ammo pastki maydoni bir xil bo'lgan idishlarni ko'rib chiqaylik (249-rasm). Agar ularning har biridagi suyuqlik bir xil balandlikda quyilsa, u holda bosim pastki qismida bo'ladi. hamma idishlarda bir xil. Shuning uchun, pastki qismdagi bosim kuchi tengdir

barcha idishlarda ham bir xil. Bu suyuqlik ustunining og'irligiga teng, asosi idishning pastki qismining maydoniga va balandligiga teng. teng balandlikda suyuqlik quyiladi. Shaklda. 249 bu ustun har bir idishning yonida kesilgan chiziqlar bilan ko'rsatilgan. E'tibor bering, pastki qismdagi bosim kuchi idishning shakliga bog'liq emas va u quyilgan suyuqlikning og'irligidan kattaroq yoki kamroq bo'lishi mumkin.

Guruch. 250. Idishlar to'plamiga ega Paskal qurilmasi. Barcha tomirlar uchun tasavvurlar bir xil

Guruch. 251. Paskal bochkasi bilan tajriba o'tkazing

Bu xulosani Paskal taklif qilgan qurilma yordamida eksperimental tekshirish mumkin (250-rasm). Stendga idishlarni biriktirishingiz mumkin turli shakllar, pastki qismi yo'q. Pastki qism o'rniga, muvozanat nuriga osilgan plastinka pastdan idishga mahkam bosiladi. Agar idishda suyuqlik bo'lsa, plastinkada bosim kuchi ta'sir qiladi, bu bosim kuchi tarozining boshqa panjasida turgan og'irlikning og'irligidan oshib keta boshlaganda plastinkani yirtib tashlaydi.

Vertikal devorlari bo'lgan idishda (silindrsimon idish) quyilgan suyuqlikning og'irligi og'irlikning og'irligiga yetganda, pastki qismi ochiladi. Boshqa shakldagi idishlarda quyi suyuqlik ustunining bir xil balandligida ochiladi, garchi quyilgan suvning og'irligi og'irlikning og'irligidan ko'ra kattaroq (yuqoriga qarab kengayadigan idish) yoki kamroq (toraygan tomir) bo'lishi mumkin.

Ushbu tajriba idishning to'g'ri shakli bilan oz miqdorda suv yordamida pastki qismida katta bosim kuchlarini olish mumkin degan fikrga olib keladi. Paskal suv bilan to'ldirilgan mahkam o'ralgan barrelga uzun ingichka vertikal trubkani biriktirdi (251-rasm). Quvur suv bilan to'ldirilganda, pastki qismdagi gidrostatik bosim kuchi suv ustunining og'irligiga teng bo'ladi, uning taglik maydoni barrel tubining maydoniga teng bo'ladi va balandligi trubaning balandligiga teng. Shunga ko'ra, barrelning devorlari va yuqori pastki qismidagi bosim kuchlari ortadi. Paskal naychani bir necha metr balandlikda to'ldirganda, bu faqat bir necha stakan suvni talab qildi, natijada paydo bo'lgan bosim kuchlari barrelni yorib yubordi.

Idishning pastki qismidagi bosim kuchi, idishning shakliga qarab, idishdagi suyuqlikning og'irligidan katta yoki kichik bo'lishi mumkinligini qanday tushuntirish mumkin? Axir, idishdan suyuqlikka ta'sir qiluvchi kuch suyuqlikning og'irligini muvozanatlashi kerak. Haqiqat shundaki, idishdagi suyuqlik nafaqat pastki qismdan, balki idishning devorlariga ham ta'sir qiladi. Yuqoriga qarab kengayadigan idishda devorlarning suyuqlikka ta'sir qiladigan kuchlari yuqoriga yo'naltirilgan tarkibiy qismlarga ega: shuning uchun suyuqlik og'irligining bir qismi devorlarning bosim kuchlari bilan muvozanatlanadi va faqat bir qismi bosim kuchlari bilan muvozanatlashishi kerak. pastki. Aksincha, yuqoriga qarab torayib ketgan idishda pastki suyuqlik ustida yuqoriga qarab harakat qiladi va devorlar pastga qarab harakat qiladi; shuning uchun pastki qismdagi bosim kuchi suyuqlikning og'irligidan kattaroqdir. Idishning pastki qismidan suyuqlikka va uning devorlariga ta'sir qiluvchi kuchlar yig'indisi doimo suyuqlikning og'irligiga teng. Guruch. 252 turli shakldagi idishlardagi suyuqlikka devorlardan ta'sir qiluvchi kuchlarning taqsimlanishini aniq ko'rsatadi.

Guruch. 252. Turli shakldagi tomirlar devorlaridan suyuqlikka ta'sir qiluvchi kuchlar

Guruch. 253. Voronkaga suv quyilsa, silindr yuqoriga ko'tariladi.

Yuqoriga toraygan idishda suyuqlik tomondan devorlarga yuqoriga yo'naltirilgan kuch ta'sir qiladi. Agar bunday idishning devorlari harakatlanuvchi qilib qo'yilgan bo'lsa, suyuqlik ularni ko'taradi. Bunday tajribani quyidagi qurilma yordamida amalga oshirish mumkin: piston mahkam o'rnatiladi va uning ustiga vertikal trubkaga aylanadigan silindr qo'yiladi (253-rasm). Piston ustidagi bo'shliq suv bilan to'ldirilganda, silindrning joylari va devorlariga bosim kuchlari silindrni yuqoriga ko'taradi.

Bosim jismoniy miqdor, bu tabiat va inson hayotida alohida o'rin tutadi. Bu ko'rinmas hodisa nafaqat holatga ta'sir qiladi muhit, lekin ayni paytda hamma tomonidan juda yaxshi his qilingan. Keling, bu nima ekanligini, qanday turlari mavjudligini va turli muhitlarda bosimni (formulani) qanday topish mumkinligini aniqlaylik.

Fizika va kimyoda bosim nima?

Bu atama muhim termodinamik miqdorga tegishli bo'lib, u ta'sir qiladigan sirt maydoniga perpendikulyar ravishda ta'sir qiladigan bosim kuchining nisbati bilan ifodalanadi. Bu hodisa u ishlaydigan tizimning hajmiga bog'liq emas va shuning uchun intensiv miqdorlarga ishora qiladi.

Muvozanat holatida bosim tizimning barcha nuqtalari uchun bir xil bo'ladi.

Fizika va kimyoda u "P" harfi bilan belgilanadi, bu qisqartma hisoblanadi. Lotin nomi atama - pressura.

Agar haqida gapiramiz haqida osmotik bosim suyuqlik (hujayra ichidagi va tashqarisidagi bosim o'rtasidagi muvozanat), "P" harfi ishlatiladi.

Bosim birliklari

Xalqaro SI tizimining standartlariga ko'ra, ko'rib chiqilayotgan fizik hodisa paskallarda o'lchanadi (kirill - Pa, lotin - Ra).

Bosim formulasiga asoslanib, bir Pa bir N ga teng ekanligi ma'lum bo'ladi (nyuton - bir kvadrat metrga bo'lingan (maydon birligi).

Biroq, amalda paskallardan foydalanish juda qiyin, chunki bu birlik juda kichik. Shu munosabat bilan, SI standartlariga qo'shimcha ravishda, bu miqdorni boshqacha o'lchash mumkin.

Quyida uning eng mashhur analoglari keltirilgan. Ularning aksariyati sobiq SSSRda keng qo'llaniladi.

• Barlar. Bir bar 105 Pa ga teng.
• Torr yoki simob millimetrlari. Taxminan bitta torr 133,3223684 Pa ga to'g'ri keladi.
• Millimetr suv ustuni.
• Suv ustunining metrlari.
• Texnik atmosfera.
• Jismoniy atmosfera. Bir atm 101,325 Pa va 1,033233 atmga teng.
• Kvadrat santimetr uchun kilogramm-kuch. Ton-kuch va gramm-kuch ham farqlanadi. Bundan tashqari, kvadrat dyuym uchun funt-kuchning analogi mavjud.

Bosimning umumiy formulasi (fizika 7-sinf)

Berilgan jismoniy miqdorning ta'rifidan uni topish usulini aniqlash mumkin. Bu quyidagi fotosuratda ko'rinadi.

Unda F - kuch va S - maydon. Boshqacha qilib aytganda, bosimni topish formulasi uning ta'sir qiladigan sirt maydoniga bo'lingan kuchdir.

Buni quyidagicha yozish ham mumkin: P = mg / S yoki P = pVg / S. Shunday qilib, bu jismoniy miqdor boshqa termodinamik o'zgaruvchilar bilan bog'liq bo'lib chiqadi: hajm va massa.

Bosim uchun quyidagi printsip qo'llaniladi: dan kamroq joy, bu kuch ta'sir qiladi - unga tushadigan bosim kuchi qanchalik katta bo'lsa. Agar maydon oshsa (bir xil kuch bilan), kerakli qiymat kamayadi.

Gidrostatik bosim formulasi

Turli agregatsiya holatlari moddalar, bir-biridan turli xossalarning mavjudligini ta'minlaydi. Shunga asoslanib, ulardagi P ni aniqlash usullari ham har xil bo'ladi.

Masalan, suv bosimi (gidrostatik) formulasi quyidagicha ko'rinadi: P = pgh. Bu gazlar uchun ham amal qiladi. Biroq, balandlik va havo zichligidagi farq tufayli atmosfera bosimini hisoblash uchun foydalanish mumkin emas.

Bu formulada p - zichlik, g - tortishish ta'sirida tezlanish, h - balandlik. Shunga asoslanib, biror narsa yoki ob'ekt qanchalik chuqurroq botirilsa, suyuqlik (gaz) ichida unga ta'sir qiladigan bosim shunchalik yuqori bo'ladi.

Ko'rib chiqilayotgan variant klassik misol P = F / S ning moslashuvidir.

Agar kuch erkin tushish tezligi bo'yicha massa hosilasiga teng ekanligini eslasak (F = mg) va suyuqlikning massasi zichlik bo'yicha hajm hosilasi (m = pV), u holda formula bosimi bo'lishi mumkin. P = pVg / S sifatida yoziladi. Bunday holda, hajm balandlik bilan ko'paytiriladigan maydon (V = Sh).

Agar biz ushbu ma'lumotlarni kiritadigan bo'lsak, chiqishda hisoblagich va maxrajdagi maydonni qisqartirish mumkin - yuqoridagi formula: P = pgh.

Suyuqlikdagi bosimni ko'rib chiqayotganda, qattiq jismlardan farqli o'laroq, ularda sirt qatlamining egriligi ko'pincha mumkinligini yodda tutish kerak. Va bu, o'z navbatida, qo'shimcha bosimning shakllanishiga yordam beradi.

Bunday holatlar uchun biroz boshqacha bosim formulasi qo'llaniladi: P = P 0 + 2QH. Bunday holda, P 0 - egri bo'lmagan qatlamning bosimi, Q esa suyuqlikning kuchlanish yuzasi. H - Laplas qonuni bo'yicha aniqlanadigan sirtning o'rtacha egriligi: H = ½ (1/R 1 + 1/R 2). R 1 va R 2 komponentlari asosiy egrilikning radiuslari hisoblanadi.

Parsial bosim va uning formulasi

P = pgh usuli suyuqliklar va gazlar uchun ham qo'llanilishiga qaramasdan, ikkinchisidagi bosimni biroz boshqacha tarzda hisoblash yaxshiroqdir.

Gap shundaki, tabiatda, qoida tariqasida, mutlaqo toza moddalar juda tez-tez uchramaydi, chunki unda aralashmalar ustunlik qiladi. Va bu nafaqat suyuqliklarga, balki gazlarga ham tegishli. Va siz bilganingizdek, ushbu komponentlarning har biri amalga oshiriladi turli bosim, qisman deb ataladi.

Buni aniqlash juda oson. Bu ko'rib chiqilayotgan aralashmaning har bir komponentining bosimi yig'indisiga teng (ideal gaz).

Bundan kelib chiqadiki, qisman bosim formulasi quyidagicha ko'rinadi: P = P 1 + P 2 + P 3 ... va hokazo, tarkibiy qismlarning soniga ko'ra.

Ko'pincha havo bosimini aniqlash kerak bo'lgan holatlar mavjud. Biroq, ba'zi odamlar noto'g'ri hisob-kitoblarni P = pgh sxemasiga muvofiq faqat kislorod bilan amalga oshiradilar. Lekin havo turli gazlar aralashmasidir. U azot, argon, kislorod va boshqa moddalarni o'z ichiga oladi. Mavjud vaziyatga asoslanib, havo bosimi formulasi uning barcha tarkibiy qismlarining bosimlarining yig'indisidir. Bu shuni anglatadiki, biz yuqorida aytib o'tilgan P = P 1 + P 2 + P 3 ni olishimiz kerak ...

Bosimni o'lchash uchun eng keng tarqalgan asboblar

Yuqorida aytib o'tilgan formulalar yordamida ko'rib chiqilayotgan termodinamik miqdorni hisoblash qiyin bo'lmasa-da, ba'zida hisoblashni amalga oshirish uchun vaqt yo'q. Axir, siz doimo ko'plab nuanslarni hisobga olishingiz kerak. Shuning uchun, qulaylik uchun, bir necha asrlar davomida odamlar o'rniga buni amalga oshiradigan bir qator qurilmalar ishlab chiqilgan.

Aslida, bunday turdagi deyarli barcha qurilmalar bosim o'lchagichning bir turi (gazlar va suyuqliklardagi bosimni aniqlashga yordam beradi). Biroq, ular dizayn, aniqlik va qo'llash doirasi bo'yicha farqlanadi.

• Atmosfera bosimi barometr deb ataladigan bosim o'lchagich yordamida o'lchanadi. Agar vakuumni (ya'ni atmosferadan past bosimni) aniqlash zarur bo'lsa, uning boshqa turi - vakuum o'lchagich ishlatiladi.
• Odamning qon bosimini aniqlash uchun sfigmomanometr ishlatiladi. Bu ko'pchilikka invaziv bo'lmagan qon bosimi monitori sifatida yaxshi ma'lum. Bunday qurilmalarning ko'p navlari mavjud: simob mexanikasidan to'liq avtomatik raqamligacha. Ularning aniqligi ular tayyorlangan materiallarga va o'lchov joyiga bog'liq.
• Atrof-muhitdagi bosimning pasayishi (ingliz tilida - bosimning pasayishi) differentsial bosim o'lchagichlar yordamida aniqlanadi (dinamometrlar bilan adashtirmaslik kerak).

Bosim turlari

Bosim, uni topish formulasi va turli moddalar uchun uning o'zgarishini hisobga olgan holda, bu miqdorning navlari haqida bilishga arziydi. Ulardan beshtasi bor.

• Mutlaq.
• Barometrik
• Haddan tashqari.
• Vakuum ko'rsatkichi.
• Differensial.

Mutlaq

Bu atmosferaning boshqa gazsimon tarkibiy qismlarining ta'sirini hisobga olmagan holda, modda yoki ob'ekt joylashgan umumiy bosimning nomi.

U paskallarda o'lchanadi va ortiqcha va atmosfera bosimining yig'indisidir. Bu barometrik va vakuum turlari o'rtasidagi farq hamdir.

U P = P 2 + P 3 yoki P = P 2 - P 4 formulasi yordamida hisoblanadi.

Yer sayyorasi sharoitida mutlaq bosimning boshlang'ich nuqtasi havo chiqarilgan idish ichidagi bosimdir (ya'ni klassik vakuum).

Ko'pgina termodinamik formulalarda faqat shu turdagi bosim qo'llaniladi.

Barometrik

Bu atama atmosferaning (tortishish kuchi) undagi barcha jismlar va jismlarga, shu jumladan Yer yuzasiga bosimini bildiradi. Ko'pchilik buni atmosfera deb ham biladi.

U bitta deb tasniflanadi va uning qiymati o'lchov joyi va vaqtiga, shuningdek ob-havo sharoitiga va dengiz sathidan yuqorida/pastda joylashganligiga qarab o'zgaradi.

Barometrik bosimning kattaligi unga normal bo'lgan bir birlik maydonidagi atmosfera kuchi moduliga teng.

Barqaror atmosferada buning qiymati jismoniy hodisa maydoni birga teng bo'lgan asosdagi havo ustunining og'irligiga teng.

Oddiy barometrik bosim 101,325 Pa (0 daraja Selsiyda 760 mm Hg) ni tashkil qiladi. Bundan tashqari, ob'ekt Yer yuzasidan qanchalik baland bo'lsa, undagi havo bosimi shunchalik past bo'ladi. Har 8 kmda u 100 Pa ga kamayadi.

Ushbu xususiyat tufayli choynaklardagi suv tog'larda uydagi pechkadan ko'ra tezroq qaynaydi. Haqiqat shundaki, bosim qaynash nuqtasiga ta'sir qiladi: u pasayganda, ikkinchisi kamayadi. Va teskari. Bosimli pishirgich va avtoklav kabi oshxona jihozlarining ishlashi ushbu xususiyatga asoslanadi. Ularning ichidagi bosimning oshishi ko'proq hosil bo'lishiga yordam beradi yuqori haroratlar pechka ustidagi oddiy kostryulkalarga qaraganda.

Atmosfera bosimini hisoblash uchun barometrik balandlik formulasidan foydalaniladi. Bu quyidagi fotosuratda ko'rinadi.

P - balandlikdagi kerakli qiymat, P 0 - sirt yaqinidagi havo zichligi, g - erkin tushish tezlashishi, h - Yerdan balandlik, m - gazning molyar massasi, t - tizimning harorati, r universal gaz doimiysi 8,3144598 J⁄( mol x K), e esa 2,71828 ga teng Eyxler soni.

Ko'pincha atmosfera bosimi uchun yuqoridagi formulada R o'rniga K ishlatiladi - Boltsman doimiysi. Universal gaz konstantasi ko'pincha uning mahsuloti orqali Avogadro raqami bilan ifodalanadi. Zarrachalar soni mollarda berilganda hisob-kitoblar uchun qulayroqdir.

Hisob-kitoblarni amalga oshirishda siz har doim meteorologik vaziyatning o'zgarishi yoki dengiz sathidan balandlikka ko'tarilganda, shuningdek, geografik kenglik tufayli havo haroratining o'zgarishi ehtimolini hisobga olishingiz kerak.

O'lchagich va vakuum

Atmosfera va o'lchangan muhit bosimi o'rtasidagi farq ortiqcha bosim deb ataladi. Natijaga qarab, miqdorning nomi o'zgaradi.

Agar u ijobiy bo'lsa, u o'lchov bosimi deb ataladi.

Olingan natija minus belgisiga ega bo'lsa, u vakuummetrik deyiladi. Shuni esda tutish kerakki, u barometrikdan kattaroq bo'lishi mumkin emas.

Differensial

Bu qiymat turli o'lchov nuqtalarida bosimning farqidir. Qoida tariqasida, u har qanday uskunada bosimning pasayishini aniqlash uchun ishlatiladi. Bu, ayniqsa, neft sanoatida to'g'ri keladi.

Qanday termodinamik miqdor bosim deb ataladi va u qanday formulalar bilan topilganligini aniqlab, biz bu hodisa juda muhim degan xulosaga kelishimiz mumkin va shuning uchun u haqidagi bilim hech qachon ortiqcha bo'lmaydi.

Suyuqliklar va gazlar ularga qo'llaniladigan bosimni barcha yo'nalishlarda uzatadi. Buni Paskal qonuni va amaliy tajribasi bildiradi.

Ammo suyuqlik va gazlardagi bosimga ham ta'sir qilishi kerak bo'lgan o'z vazni ham bor. O'z qismlari yoki qatlamlarining og'irligi. Suyuqlikning yuqori qatlamlari o'rtada, o'rtada pastki qismida, oxirgisi esa pastki qismida bosiladi. Ya'ni, biz pastki qismidagi dam suyuqlik ustunidan bosim mavjudligi haqida gapirishimiz mumkin.

Suyuq ustun bosimi formulasi

h balandlikdagi suyuqlik ustunining bosimini hisoblash formulasi quyidagicha:

bu erda r - suyuqlikning zichligi,
g - erkin tushish tezlashishi,
h - suyuqlik ustunining balandligi.

Bu suyuqlikning gidrostatik bosimi deb ataladigan formuladir.

Suyuqlik va gaz ustunidagi bosim

Gidrostatik bosim, ya'ni tinch holatda bo'lgan suyuqlikning har qanday chuqurlikdagi bosimi suyuqlik joylashgan idishning shakliga bog'liq emas. Ichkarida bir xil miqdorda suv turli xil tomirlar, pastki qismga turli bosim o'tkazadi. Buning yordamida siz oz miqdorda suv bilan ham katta bosim hosil qilishingiz mumkin.

Buni XVII asrda Paskal juda ishonchli tarzda ko'rsatgan. U suv bilan to'la yopiq bochkaga juda uzun tor trubka kiritdi. Ikkinchi qavatga ko'tarilib, u bu kolbaga faqat bir stakan suv quydi. Barrel yorilib ketdi. Quvurdagi suv kichik qalinligi tufayli juda ko'tarildi baland balandlik, va bosim shunday darajaga ko'tarildiki, barrel bunga chiday olmadi. Xuddi shu narsa gazlar uchun ham amal qiladi. Biroq, gazlarning massasi odatda suyuqliklar massasidan ancha kichikdir, shuning uchun o'z og'irligi tufayli gazlardagi bosim ko'pincha amalda e'tiborga olinmaydi. Ammo ba'zi hollarda biz buni hisobga olishimiz kerak. Masalan, Atmosfera bosimi, Yerdagi barcha jismlarga bosadigan, ega katta ahamiyatga ega ba'zi ishlab chiqarish jarayonlarida.

Suvning gidrostatik bosimi tufayli og'irligi ko'pincha yuzlab emas, balki minglab kilogramm bo'lgan kemalar suzadi va cho'kmaydi, chunki suv ularni itarib yuborganday bosadi. Ammo aynan bir xil gidrostatik bosim tufayli katta chuqurliklarda quloqlarimiz tiqilib qoladi va maxsus qurilmalarsiz - sho'ng'in kostyumi yoki vannalarsiz juda katta chuqurliklarga tushish mumkin emas. Faqat bir nechta dengiz va okean aholisi katta chuqurlikdagi kuchli bosim sharoitida yashashga moslashgan, ammo ular xuddi shu sababga ko'ra mavjud emas. yuqori qatlamlar suv va ular sayoz chuqurlikka tushib qolsa o'lishi mumkin.

Gidrostatika - gidravlikaning suyuqliklar muvozanati qonunlarini o'rganadigan va bu qonunlarning amalda qo'llanilishini ko'rib chiqadigan bo'limi. Gidrostatikani tushunish uchun ba'zi tushunchalar va ta'riflarni aniqlash kerak.

Gidrostatika uchun Paskal qonuni.

1653 yilda fransuz olimi B. Paskal odatda gidrostatikaning asosiy qonuni deb ataladigan qonunni kashf etdi.

Bu shunday eshitiladi:

Tashqi kuchlar tomonidan hosil bo'lgan suyuqlik yuzasidagi bosim suyuqlikka barcha yo'nalishlarda teng ravishda uzatiladi.

Agar moddaning molekulyar tuzilishiga nazar tashlasangiz, Paskal qonuni oson tushuniladi. Suyuqlik va gazlarda molekulalar nisbiy erkinlikka ega, ular qattiq jismlardan farqli ravishda bir-biriga nisbatan harakatlana oladilar; Qattiq jismlarda molekulalar kristall panjaralarga yig'iladi.

Suyuqliklar va gazlar molekulalarining nisbiy erkinligi suyuqlik yoki gazga ta'sir qiladigan bosimni nafaqat kuch yo'nalishi bo'yicha, balki boshqa barcha yo'nalishlarga ham o'tkazishga imkon beradi.

Sanoatda gidrostatika uchun Paskal qonuni keng qo'llaniladi. CNC dastgohlar, avtomobillar va samolyotlar va boshqa ko'plab gidravlika mashinalarini boshqaradigan gidravlika avtomatizatsiyasining ishi ushbu qonunga asoslanadi.

Gidrostatik bosimning ta'rifi va formulasi

Yuqorida tavsiflangan Paskal qonunidan kelib chiqadiki:

Gidrostatik bosim - bu suyuqlikka tortishish kuchi bilan ta'sir qiladigan bosim.

Gidrostatik bosimning kattaligi suyuqlik joylashgan idishning shakliga bog'liq emas va mahsulot bilan belgilanadi.

P = rgh, qaerda

r - suyuqlikning zichligi

g – erkin tushish tezlashishi

h - bosim aniqlanadigan chuqurlik.

Ushbu formulani ko'rsatish uchun turli shakldagi 3 ta idishni ko'rib chiqaylik.

Har uch holatda ham idishning pastki qismidagi suyuqlikning bosimi bir xil bo'ladi.

Idishdagi suyuqlikning umumiy bosimi teng

P = P0 + rgh, bu erda

P0 - suyuqlik yuzasiga bosim. Ko'pgina hollarda u atmosfera bosimiga teng deb hisoblanadi.

Gidrostatik bosim kuchi

Muvozanatdagi suyuqlikda ma'lum hajmni tanlaymiz, so'ngra uni ixtiyoriy AB tekisligi bilan ikki qismga ajratamiz va bu qismlardan birini, masalan, yuqori qismini aqliy ravishda tashlang. Bunday holda, biz AB tekisligiga kuchlarni qo'llashimiz kerak, ularning harakati hajmning tashlangan yuqori qismining qolgan pastki qismiga ta'siriga teng bo'ladi.

AB kesma tekisligida qandaydir ixtiyoriy a nuqtani o'z ichiga olgan DF maydonining yopiq konturini ko'rib chiqaylik. Ushbu maydonga DP kuchi ta'sir qilsin.

Keyin gidrostatik bosim formulasi kimga o'xshaydi

Rsr = DP / DF

maydon birligiga ta'sir qiluvchi kuchni ifodalaydi, o'rtacha gidrostatik bosim yoki DF maydonidagi o'rtacha gidrostatik bosim stressi deb ataladi.

Ushbu hududning turli nuqtalarida haqiqiy bosim har xil bo'lishi mumkin: ba'zi nuqtalarda u kattaroq bo'lishi mumkin, boshqalarida u o'rtacha gidrostatik bosimdan kamroq bo'lishi mumkin. Ko'rinib turibdiki, umumiy holatda o'rtacha bosim Rsr a nuqtadagi haqiqiy bosimdan kamroq farq qiladi, DF maydoni qanchalik kichik bo'lsa va chegarada o'rtacha bosim a nuqtadagi haqiqiy bosimga to'g'ri keladi.

Muvozanatdagi suyuqliklar uchun suyuqlikning gidrostatik bosimi qattiq jismlardagi bosim kuchlanishiga o'xshaydi.

SI bosim birligi kvadrat metrga nyuton (N/m2) - u paskal (Pa) deb ataladi. Paskalning qiymati juda kichik bo'lganligi sababli, kattalashtirilgan birliklar ko'pincha ishlatiladi:

kvadrat metr uchun kilonevton - 1 kN/m 2 = 1*10 3 N/m 2

kvadrat metr uchun meganewton – 1MN/m2 = 1*10 6 N/m2

1*10 5 N/m 2 ga teng bosim bar (bar) deb ataladi.

Jismoniy tizimda bosim o'lchov birligi kvadrat santimetr uchun din (din / m2), yilda texnik tizim– kvadrat metrga kilogramm-kuch (kgf/m2). Amalda suyuqlik bosimi odatda kgf / sm2 da o'lchanadi va 1 kgf / sm2 ga teng bosim texnik atmosfera (at) deb ataladi.

Ushbu barcha birliklar o'rtasida quyidagi munosabatlar mavjud:

1at = 1 kgf / sm2 = 0,98 bar = 0,98 * 10 5 Pa = 0,98 * 10 6 din = 10 4 kgf / m2

Shuni esda tutish kerakki, texnik atmosfera (at) va jismoniy atmosfera (At) o'rtasida farq bor. 1 At = 1,033 kgf / sm 2 va ifodalaydi normal bosim dengiz sathida. Atmosfera bosimi joyning dengiz sathidan balandligiga bog'liq.

Gidrostatik bosimni o'lchash

Amalda ular foydalanadilar turli yo'llar bilan gidrostatik bosimning kattaligini hisobga olgan holda. Agar gidrostatik bosimni aniqlashda suyuqlikning erkin yuzasiga ta'sir qiluvchi atmosfera bosimi ham hisobga olinsa, u umumiy yoki mutlaq deyiladi. Bunday holda, bosim qiymati odatda mutlaq (ata) deb ataladigan texnik atmosferalarda o'lchanadi.

Ko'pincha, bosimni hisobga olgan holda, erkin sirtdagi atmosfera bosimi hisobga olinmaydi, ortiqcha gidrostatik bosim yoki o'lchagich bosimi deb ataladigan, ya'ni. atmosferadan yuqori bosim.

O'lchov bosimi suyuqlikdagi mutlaq bosim va atmosfera bosimi o'rtasidagi farq sifatida aniqlanadi.

Rman = Rabs - Ratm

va texnik atmosferalarda ham o'lchanadi, bu holda ortiqcha deb ataladi.

Suyuqlikdagi gidrostatik bosim atmosfera bosimidan kamroq bo'ladi. Bunday holda, suyuqlik vakuumga ega deyiladi. Vakuumning kattaligi suyuqlikdagi atmosfera va mutlaq bosim o'rtasidagi farqga teng

Rvak = Ratm - Rabs

va noldan atmosferaga qadar o'lchanadi.

Gidrostatik suv bosimi ikkita asosiy xususiyatga ega:
U ta'sir qiladigan hududga ichki normal bo'ylab yo'naltiriladi;
Berilgan nuqtadagi bosim miqdori yo'nalishga bog'liq emas (ya'ni, nuqta joylashgan saytning kosmosdagi yo'nalishiga).

Birinchi xususiyat tinch holatda bo'lgan suyuqlikda tangensial va kuchlanish kuchlari yo'qligining oddiy natijasidir.

Faraz qilaylik, gidrostatik bosim normal bo'ylab yo'naltirilmaydi, ya'ni. perpendikulyar emas, balki saytga biron bir burchak ostida. Keyin uni ikki komponentga ajratish mumkin - normal va tangens. Tangensial komponentning mavjudligi, tinch holatda suyuqlikda kesish kuchlariga qarshilik kuchlarining yo'qligi sababli, muqarrar ravishda suyuqlikning platforma bo'ylab harakatlanishiga olib keladi, ya'ni. uning muvozanatini buzardi.

Shuning uchun yagona mumkin bo'lgan yo'nalish gidrostatik bosim uning saytga normal yo'nalishidir.

Agar gidrostatik bosim ichki bo'ylab emas, balki tashqi me'yor bo'ylab yo'naltirilgan deb hisoblasak, ya'ni. ko'rib chiqilayotgan ob'ektning ichida emas, balki uning tashqarisida bo'lsa, unda suyuqlik tortish kuchlariga qarshilik ko'rsatmasligi tufayli suyuqlikning zarralari harakatlana boshlaydi va uning muvozanati buziladi.

Binobarin, suvning gidrostatik bosimi har doim ichki norma bo'ylab yo'naltiriladi va bosim bosimini ifodalaydi.

Xuddi shu qoidadan kelib chiqadiki, agar bosim bir nuqtada o'zgarsa, u holda bu suyuqlikning boshqa har qanday nuqtasidagi bosim bir xil miqdorda o'zgaradi. Bu Paskal qonuni bo'lib, u quyidagicha ifodalanadi: Suyuqlikka ko'rsatilgan bosim suyuqlik ichida barcha yo'nalishlarda teng kuch bilan uzatiladi.

Gidrostatik bosim ostida ishlaydigan mashinalarning ishlashi ushbu qonunni qo'llashga asoslanadi.

Mavzu bo'yicha video

Bosim qiymatiga ta'sir qiluvchi yana bir omil - bu yaqin vaqtgacha odatda e'tibordan chetda qolgan suyuqlikning yopishqoqligi. Yuqori bosimda ishlaydigan agregatlarning paydo bo'lishi bilan yopishqoqlikni ham hisobga olish kerak edi. Ma'lum bo'lishicha, bosim o'zgarganda, ba'zi suyuqliklarning, masalan, moylarning yopishqoqligi bir necha marta o'zgarishi mumkin. Va bu allaqachon bunday suyuqliklarni ishchi vosita sifatida ishlatish imkoniyatini aniqlaydi.

Ko'rinishidan, sanitariya-tesisat texnologiyalar, mexanizmlar o'rmoniga kirib borish yoki murakkab sxemalarni qurish uchun sinchkovlik bilan hisob-kitoblar bilan shug'ullanish uchun ko'p sabablar keltirmaydi. Ammo bunday tasavvur sanitariya-tesisatga yuzaki qarashdir. Haqiqiy sanitariya-tesisat sanoati jarayonlarning murakkabligidan hech qanday tarzda kam emas va boshqa ko'plab sohalar singari, professional yondashuvni talab qiladi. O'z navbatida, professionallik - bu sanitariya-tesisat asos bo'lgan mustahkam bilimlar ombori. Santexnikning professional maqomiga bir qadam yaqinlashish uchun keling (juda chuqur bo'lmasa ham) sanitariya-tesisat o'quv oqimiga sho'ng'iylik.

Zamonaviy gidravlikaning fundamental asosi Blez Paskal suyuqlik bosimining ta'siri har qanday yo'nalishda doimiy ekanligini aniqlaganida shakllangan. Suyuqlik bosimining harakati sirt maydoniga to'g'ri burchak ostida yo'naltiriladi.

Agar o'lchash moslamasi (bosim o'lchagich) ma'lum bir chuqurlikdagi suyuqlik qatlami ostiga qo'yilsa va uning sezgir elementi turli yo'nalishlarga yo'naltirilsa, bosim ko'rsatkichlari bosim o'lchagichning har qanday holatida o'zgarishsiz qoladi.

Ya'ni, suyuqlik bosimi hech qanday tarzda yo'nalishning o'zgarishiga bog'liq emas. Ammo har bir darajadagi suyuqlik bosimi chuqurlik parametriga bog'liq. Agar bosim o'lchagich suyuqlik yuzasiga yaqinroq bo'lsa, ko'rsatkich kamayadi.

Shunga ko'ra, sho'ng'in paytida o'lchangan ko'rsatkichlar ortadi. Bundan tashqari, chuqurlikni ikki baravar oshirish sharoitida bosim parametri ham ikki barobar ortadi.

Paskal qonuni zamonaviy hayot uchun eng tanish sharoitlarda suv bosimining ta'sirini aniq ko'rsatadi.

Shuning uchun, suyuqlikning harakat tezligi har doim o'rnatilganda, uning dastlabki statik bosimining bir qismi ushbu tezlikni tashkil qilish uchun ishlatiladi, bu esa keyinchalik bosim tezligi sifatida mavjud.

Hajmi va oqim tezligi

Ma'lum bir vaqtda ma'lum bir nuqtadan o'tadigan suyuqlik hajmi oqim hajmi yoki oqim tezligi deb hisoblanadi. Oqim hajmi odatda daqiqada litrda (L / min) ifodalanadi va suyuqlikning nisbiy bosimi bilan bog'liq. Misol uchun, 2,7 atm da daqiqada 10 litr.

Oqim tezligi (suyuqlik tezligi) sifatida aniqlanadi o'rtacha tezlik, bunda suyuqlik o'tib ketadi berilgan nuqta. Odatda soniyada metr (m/s) yoki daqiqada metr (m/min) da ifodalanadi. Oqim tezligi muhim omil gidravlik liniyalarni kalibrlashda.

Suyuqlik oqimining hajmi va tezligi an'anaviy ravishda "bog'liq" ko'rsatkichlar hisoblanadi. Xuddi shu uzatish hajmi bilan tezlik o'tishning kesimiga qarab o'zgarishi mumkin

Hajm va oqim tezligi ko'pincha bir vaqtning o'zida hisobga olinadi. Boshqa barcha narsalar teng bo'lganda (kirish hajmi doimiy bo'lib qolsa), trubaning kesimi yoki o'lchami kamayishi bilan oqim tezligi ortadi va tasavvurlar ortishi bilan oqim tezligi kamayadi.

Shunday qilib, oqim tezligining sekinlashishi kuzatiladi keng qismlar quvur liniyalari va to'siqlarda, aksincha, tezlik oshadi. Bunday holda, ularning har biridan o'tadigan suv hajmi nazorat nuqtalari, o'zgarishsiz qoladi.

Bernulli printsipi

Taniqli Bernulli printsipi mantiqqa asoslanadi: suyuqlik suyuqligi bosimining ko'tarilishi (tushishi) har doim tezlikning pasayishi (ko'tarilishi) bilan birga keladi. Aksincha, suyuqlik tezligining oshishi (pasayishi) bosimning pasayishiga (ortishiga) olib keladi.

Bu tamoyil bir qatorga asoslanadi odatiy hodisalar chilangarlar. Arzimas misol sifatida, Bernulli printsipi foydalanuvchi suvni yoqganda dush pardasining "ichkariga tortilishi" uchun javobgardir.

Tashqi va ichki o'rtasidagi bosim farqi dush pardasi ustidagi kuchni keltirib chiqaradi. Ushbu kuchli harakat bilan parda ichkariga tortiladi.

Yana bir aniq misol, maydon yaratilganda, purkagichli parfyum shishasi past bosim yuqori havo tezligi tufayli. Va havo o'zi bilan suyuqlikni olib yuradi.

Samolyot qanoti uchun Bernoulli printsipi: 1 - past bosim; 2 - Yuqori bosim; 3 - tez oqim; 4 - sekin oqim; 5 - qanot

Bernulli printsipi, shuningdek, bo'ronlar paytida uydagi derazalar nima uchun o'z-o'zidan sinishi mumkinligini ham ko'rsatadi. Bunday hollarda, derazadan tashqaridagi havoning juda yuqori tezligi tashqi bosimning ichki bosimdan ancha past bo'lishiga olib keladi, bu erda havo deyarli harakatsiz qoladi.

Quvvatning sezilarli farqi shunchaki derazalarni tashqariga itaradi, bu esa oynaning sinishiga olib keladi. Shunday qilib, u yaqinlashganda kuchli bo'ron Asosan, bino ichidagi va tashqarisidagi bosimni tenglashtirish uchun derazalarni iloji boricha kengroq ochishingiz kerak.

Bernoulli printsipi ishlayotganiga yana bir nechta misol: qanotlari va beysbolda "egri to'plar" harakati tufayli samolyotning keyingi parvozi bilan ko'tarilishi.

Ikkala holatda ham yuqoridan va pastdan ob'ektdan o'tgan havo tezligida farq hosil bo'ladi. Samolyot qanotlari uchun tezlikdagi farq beysbolda qanotlarning harakati bilan yaratiladi, bu to'lqinli qirraning mavjudligi;

Uy santexnika amaliyoti