Pascals lov for væsker og gasser sier at trykk, som forplanter seg i et stoff, ikke endrer styrken og overføres likt i alle retninger. Flytende og gassformige stoffer oppfører seg under trykk med noen forskjeller. Forskjellen skyldes oppførselen til partikler og vekten av gasser og væsker. I artikkelen vil vi vurdere alt dette i detalj ved hjelp av visuelle eksperimenter.
Er væsketrykk overført
La oss ta et sylindrisk kar, som er hermetisk forseglet ovenfra med et stempel. Det er en væske inni, og en vekt er på stempelet. Den utøver trykk med en kraft lik vekten. Dette trykket overføres til væsken. Dens molekyler, i motsetning til partikler av et fast legeme, kan bevege seg fritt i forhold til hverandre. Det er ingen streng rekkefølge i arrangementet deres, de er spredt tilfeldig.
Kunnskap om funksjonerbevegelsen av partikler av forskjellige stoffer i fremtiden vil hjelpe oss å forstå Pascals lov for væsker og gasser. Hvordan vil væskemolekylene oppføre seg hvis vi virker på dem med vektens trykkkraft? Erfaring vil hjelpe oss med å svare på dette spørsmålet.
Hvordan væske oppfører seg under trykk
Væskens modell vil være glassperler, og modellen av karet vil være en boks uten lokk. Kuler, så vel som partikler av et flytende stoff, beveger seg fritt i beholdere. Ta en gjenstand som har samme bredde som bredden på boksen. Den vil etterligne et stempel.
Skyv stempelet på væsken. Hvordan oppfører molekylene seg? Vi ser at de trykker både på bunnen av beholderen og på veggene. De presser hverandre og prøver å falle ut av boksen. Hvis det var en ekte væske, ville den ha en tendens til å sprute ut av karet. Senere, når vi studerer Pascals lov for væsker og gasser, vil vi se dette i praksis. På grunn av det faktum at molekylene beveger seg fritt, overføres trykket som utøves av vekten både til sidene og nedover. Og hva skjer hvis du erstatter væske med gass?
Hvordan luft oppfører seg under trykk
La oss si at vi har en sylinder med et stempel fylt med luft. Plasser en vekt på toppen av stempelet. Hvordan påføres trykket på gassen som overføres? Når stempelet beveger seg ned, reduseres avstanden mellom molekylene på toppen av gassen, men ikke lenge. Hastigheten til gassmolekyler er hundrevis av meter per sekund. Avstanden mellom dem er mye større enn størrelsen deres. De beveger seg i tilfeldige retninger og kolliderer med hverandre.
Når stempeletfaller, blir partiklene ganske enkelt låst i et mindre volum. Som et resultat treffer de oftere fartøyets vegger, og når volumet av gassen minker, øker trykket. Dette postulatet må huskes, slik at det senere skulle bli lettere å forstå Pascals lov for væsker og gasser. Antall slag per sekund per kvadratcentimeter er nesten det samme. Dette betyr at trykket som stempelet produserer overføres i alle retninger uten endring.
Trykkoverføring i forskjellige retninger
Pascals lov, overføring av trykk av væsker og gasser kan ikke forstås hvis man ikke forstår en særhet: hvordan har det seg at vi presser ned, og trykket overføres både nedover og til sidene? Men hva hvis et rør er festet til sylinderen, vil trykket overføres oppover gjennom det? La oss eksperimentere.
Ta to sprøyter fylt med vann og koble dem til med et rør. La oss se hvordan trykket vil bli overført av væsken som er i sprøytene. Trykk på stempelet på en sprøyte. Trykkkraften på stempelet, og dermed på væsken, er rettet nedover. Imidlertid ser vi at stempelet til den andre sprøyten stiger. Det viser seg at trykket, overført gjennom røret, endrer retningen på kraften. Interessant nok kan sprøyter plasseres ikke bare vertik alt, men også i rette vinkler til hverandre. Resultatet blir det samme.
Hell ut vannet, så blir det luft i sprøytene. La oss gjenta opplevelsen. I løpet av forsøket vil vi se at gassen også overfører trykk i alle retninger. Det er bare én forskjell med væske. Hvis du senker stempelet til ensprøyten ned og fest den med fingeren, så når du trykker på stempelet på en annen sprøyte, vil gassen komprimeres. Volumet vil reduseres med omtrent to ganger, og stemplet vil prøve å sprette opp. Denne gassen, som søker å øke volumet, får stemplet til å bevege seg oppover. Det ville vært annerledes med en væske, det ville ikke vært mulig å komprimere den så lett.
Pascals lov
Vi vil studere overføring av trykk av væsker og gasser ved hjelp av erfaring. Den ble oppfunnet av den franske fysikeren Blaise Pascal. Ta en hul kule som et glassrør er festet til. I forskjellige deler av ballen (topp, side, bunn) er det små hull. Et stempel er plassert inne i røret. Dette er en spesiell enhet for å demonstrere Pascals lov.
Fyll ballongen gjennom røret med vann for å se hvordan den oppfører seg. Selv om tyngdekraften virker på ballen fra topp til bunn, strømmer vannpipler ut av hullene på ballen i en vinkel, til siden og til og med opp. Selvfølgelig avviker de litt fra sin opprinnelige retning, fordi tyngdekraften virker på dem. Vi ser at trykket som utøves på vannet overføres i alle retninger.
Hvis vi i stedet for vann tar røyk og gjør dette eksperimentet, vil vi observere overføringen av trykk i en gass med egne øyne, fordi røyk er en gass farget med små partikler av sot eller tjære. På grunn av det faktum at det er veldig lett, vil det ikke bli påvirket av tyngdekraften så mye, det vil ikke avvike fra sin opprinnelige posisjon like mye som vannstrømmer. Vi kan konkludere med dette: presset som utøvespå en væske eller gass, overføres, uten å endre kraft, til et hvilket som helst punkt i væsken og gassen i alle retninger. Dette er Pascals lov for væsker og gasser. Formel: P=F/S hvor P er trykket. Den er lik forholdet mellom kraften F og området S, som den virker vinkelrett på.
