Тиск рідин і газів. Закон Паскаля. Сполучні посудини.

Дослідне підтвердження тиску рідин На рідини, як і на всі тіла на Землі, діє сила тяжіння. Тому, кожен шар рідини, налитої в посудину, своєю вагою створює тиск, який згідно з законом Паскаля передається в усіх напрямках. Отже, всередині рідини існує тиск. Візьмемо посудину, дно якої може відпадати. Опустимо його в банку з водою. Дно при цьому опиниться щільно притиснутим до краю посудини і не відпаде. Його притискає сила тиску води, спрямована знизу вгору. Будемо обережно наливати воду в посудину і стежити за його дном. Як тільки рівень води в посудині співпаде з рівнем води в банці, воно відпаде від судини. У момент відриву на дно тисне зверху вниз стовп рідини в посудині, а знизу вгору на дно чиниться тиск такого ж по висоті стовпа рідини, але знаходиться в банці. Обидва ці тиски однакові, дно ж відпадає від циліндра, внаслідок дії на нього сили тяжіння.

Дослідне підтвердження тиску рідин У скляну трубку, нижній отвір якої закритий тонкою гумовою плівкою, наллємо воду. Під дією ваги рідини дно трубки прогнеться. Опустимо трубку тепер в іншу, більш широку посудину з водою. По мірі опускання трубки гумова плівка поступово випрямляється. Повне випрямлення плівки показує, що сили, що діють на неї зверху і знизу, однакові і відбувається це тоді, коли рівні води в трубці і посудині, збігаються.

Посудина, що містить рідину або газ, закрита поршнем, який може переміщатися вгору і вниз. Докладаючи деяку силу, змусимо поршень трохи переміститися всередину і стиснути газ (рідину), що знаходиться безпосередньо під ним. Тоді молекули розташуються в цьому місці більш щільно, ніж раніше. Закон Паскаля Завдяки рухливості, частинки рідини та газу будуть переміщуватися в усіх напрямках. Внаслідок цього їх розташування знову стане рівномірним, але більш щільним, ніж раніше. Тому тиск газу всюди зросте. Закон Паскаля Тиск, що чиниться на рідину або газ, передається в будь- яку точку однаково в усіх напрямках.

Розрахунок тиску рідини

Гідростатичний парадокс В судини різної форми, в які наливається вода,дно затягнено гумовою плівкою. Під дією сили тиску плівка прогинається, а його рух передається стрілці. Дослід показує, що при однаковій висоті стовпчиків води, стрілка відхиляється на одну й ту ж кількість поділок шкали. Висновок: сила з якою рідина тисне на дно судин не залежить від їх форми і площі, а визначається лиши висотою рідинного стовпчика.

Сполучені посудини У сполучених посудинах вільна поверхню однорідної рідини встановлюється на одному рівні, якщо тиск над нею однаковий. У сполучених посудинах будь-якої ширини однорідна рідина встановлюється на одному рівні. У сполучених посудинах будь-якої форми однорідна рідина встановлюється на одному рівні. Висоти стовпів різнорідних рідин у сполучених посудинах обернено пропорційні їх густинам.

Тиск газів Молекули газів безладно, хаотично рухаються. Вони стикаються одна з одною, зі стінками посудини, в якому перебувають. Удари молекул газу зазнають і тіла, що знаходяться в ньому. Якщо спробувати зменшити об'єм газу, залишивши масу незмінною, то тиск газу збільшується. При збільшенні температури швидкість молекул газу збільшується. Отже удари об стінку стають все частіше. Це означає, що тиск теж збільшується.

Дослідне доведення існування тиску в газах. Під купол повітряного насоса помістили гумову кульку. Вона містить невелику кількість повітря і має неправильну форму. Потім насосом відкачуємо повітря з-під купола. Оболонка кульки, навколо якої повітря стає все більш розрідженим, поступово роздувається і приймає форму кулі. Молекули газу безперервно ударяються об стінки кульки всередині і зовні. При відкачуванні повітря число молекул під куполом навколо оболонки кульки зменшується. Але всередині кульки їх число не змінюється. Тому число ударів молекул об зовнішні стінки оболонки стає менше, ніж число ударів об внутрішні стінки. Кулька роздувається до тих пір, поки тиск зовні і зсередини на стінки кульки не зрівняється. Оболонка кульки приймає форму кулі. Це показує, що газ тисне на її стінки в усіх напрямках однаково.