Меню

Газ в сосуде сжимают поршнем газ передает избыточное давление поршня

§ 38. Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля

В отличие от твёрдых тел отдельные слои и молекулы жидкости или газа могут свободно перемещаться относительно друг друга по всем направлениям. Достаточно, например, слегка подуть на поверхность воды в стакане, чтобы вызвать движение воды. На реке или озере при малейшем дуновении ветра появляется рябь.

Подвижностью частиц газа и жидкости объясняется, что давление, производимое на них, передаётся не только в направлении действия силы, а в каждую точку жидкости или газа. Рассмотрим это явление подробнее.

На рисунке 99, а изображён сосуд, в котором содержится газ (или жидкость). Частицы газа равномерно распределены по всему сосуду. Сосуд закрыт поршнем, который может перемещаться вверх и вниз.

Прилагая некоторую силу, заставим поршень немного войти в сосуд и сжать газ, находящийся непосредственно под ним. Тогда частицы расположатся в этом месте более плотно, чем прежде (рис. 99, б). Благодаря подвижности частицы газа будут перемещаться по всем направлениям. Вследствие этого их расположение опять станет равномерным, но более плотным, чем раньше (рис. 99, в). Поэтому давление газа всюду возрастёт. Значит, добавочное давление передаётся всем частицам газа или жидкости. Так, если давление на газ около самого поршня увеличится на 1 Па, то во всех точках внутри газа давление станет больше прежнего на столько же. На 1 Па увеличится давление и на стенки сосуда, и на дно, и на поршень.

  • Давление, производимое на жидкость или газ, передаётся в любую точку без изменений во всех направлениях.

Это утверждение называют законом Паскаля.

На основе закона Паскаля легко объяснить следующие опыты.

На рисунке 100, а изображён полый шар, имеющий в различных местах узкие отверстия. К шару присоединена трубка, в которую вставлен поршень. Если набрать воды в шар и вдвинуть в трубку поршень, то вода польётся из всех отверстий шара. В этом опыте поршень давит на поверхность воды в трубке. Частицы воды, находящиеся под поршнем, уплотняясь, передают его давление другим слоям, лежащим глубже. Таким образом, давление поршня передаётся в каждую точку жидкости, заполняющей шар. В результате часть воды выталкивается из шара в виде одинаковых струек, вытекающих из всех отверстий.

Если шар заполнить дымом, то при вдвигании поршня в трубку из всех отверстий шара начнут выходить одинаковые струйки дыма (рис. 100, б). Это подтверждает, что и газы передают производимое на них давление во все стороны без изменений.

Вопросы

1. Как передают давление жидкости и газы?
2. Пользуясь рисунком 99, объясните, почему жидкости и газы передают давление во все стороны без изменений.
3. На каком опыте можно показать особенность передачи давления жидкостями и газами?
4. При изготовлении бутылок через трубку вдувают воздух, и расплавленное стекло принимает нужную форму (см. рис. 29). Какое физическое явление здесь используют?

Упражнение 16

1. По рисунку 101 объясните передачу давления твёрдым, сыпучим телами и жидкостью. Изобразите стрелками, как передаётся давление.

2. На рисунке 102 показаны два сосуда, заполненные газом. Масса газов одинакова. В каком сосуде давление газа на дно и стенки сосуда больше? Ответ обоснуйте.

3. Автомашину заполнили грузом. Изменилось ли давление в камерах колёс автомашины? Одинаково ли оно в верхней и нижней частях камеры?

4. Объясните явление, показанное на рисунке 103. Как изменится наблюдаемое явление, если увеличить сжатие?

Задание

Из пластмассовой бутылочки с завинчивающейся пробкой изготовьте прибор для демонстрации закона Паскаля (придумайте сами, как это сделать, опробуйте прибор).

Источник

Уроки по физике и астрономии

Для увлеченных

Боковая колонка

Контрольная работа № 2: «Давление твердых тел, жидкостей и газов».

Вариант I

ЧАСТЬ А:

Выберите один верный ответ.

  1. Бруски, изображенные на рисунке, имеют одинаковые размеры и массы. В каких случаях бруски оказывают одинаковое давление на стол?

1) А и Б; 2) Б и В; 3) А, Б и В; 4) А и В

  1. На газ, заключенный в сосуде, поршнем оказано дополнительное давление 10 кПа. Чему равны избыточные давление газа в точках А и Б?

1) в точке А — 7,5 кПа, в точке Б — 2,5 кПа

2) в точке А — 5 кПа, в точке Б — 5 кПа

3) в точке А — 10 кПа, в точке Б — 0 кПа

4) в точке А — 10 кПа, в точке Б — 10 кПа

  1. К сосуду с газом прикреплен манометр (рисунок). Чему равно давление газа в сосуде, если атмосферное давление равно 100 кПа?
Читайте также:  Значение давления морской воды на глубине

1) 33 кПа; 2) 167 кПа; 3) 67 кПа; 4) 172 кПа

  1. Ртутным барометром измеряют атмосферное давление на вершине горы и в шахте.

1) атмосферное давление ниже нормального, барометр находится на вершине горы

2) атмосферное давление выше нормального, барометр находится на вершине горы

3) атмосферное давление ниже нормального, барометр находится в шахте

4) атмосферное давление выше нормального, барометр находится в шахте

  1. В сосуды налита одинаковая жидкость. В каком сосуде жидкость оказывает наибольшее давление на дно?

4) во всех сосудах давление на дно одинаково

  1. В сообщающиеся сосуды налиты вода, керосин и ртуть. Жидкости находятся в равновесии. В каком сосуде налита вода?

1) в А и Б; 2) в Б; 3) в А и В; 4) в В

  1. На графике представлена зависимость давления морской воды от глубины погружения для трех морей. В каком море плотность воды наибольшая?

4) во всех морях плотность воды одинаковая

ЧАСТЬ В

  1. Прочитайте текст и, согласуя его с рисунком, установите соответствия букв А, Б и В в тексте с цифрами на рисунке. Запишите ответ в виде последовательности цифр в порядке их упоминания в тексте.

Барометр-анероид представляет собой герметически закрытую металлическую коробочку А. Воздух из коробочки откачан. Для того чтобы ее не раздавило, поверхность коробочки делают волнистой. С ней соединяют стальную пружину 4, которая в данном случае имеет форму пластины.

Один конец пружины соединен со стрелкой Б с помощью специального устройства В, обеспечивающего его подвижность. При увеличении атмосферного давления концы пружины сближаются, и стрелка поворачивается, а ее конец перемещается вправо по шкале 3. При уменьшении атмосферного давления концы пружины удаляются друг от друга, и конец стрелки перемещается влево по шкале.

  1. Масса трактора 15 т. Какое давление производит трактор на почву, если площадь опоры его гусениц 1,5 м 2 ? Ответ выразить в кПа.
  1. Определить высоту водонапорной башни; если давление на стенки труб у ее основания 420 кПа.

ЧАСТЬ С

  1. Из какого материала сделана стена высотой 2,6 м, если она оказывает давление на почву 20,8 кПа?

ТАБЛИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Наименование обозначение множитель наименование обозначение множитель
гига Г 10 9 санти с 10 -2
мега М 10 6 мили м 10 -3
кило к 10 3 микро мк 10 -6
гекто г 10 2 нано н 10 -9
деци д 10 -1 пико п 10 -12

Константы (численные значения приведены с точностью, необходимой для получения правильного ответа)

Ускорение свободного падения на Земле g = 10 м/с 2

алюминий 2700 латунь 8400 ртуть 13600 стекло 2500
бензин 710 лед 900 свинец 11300 фарфор 2000
бетон 2200 масло 900 сосна 400 цинк 7100
вода 1000 медь 8900 спирт 800 чугун 7000
гранит 2600 молоко 1030 сталь 7800 пробка 250
древесина 400 мрамор 2700 нефть 800 парафин 900
дуб 800 железо 7800 олово 7300 керосин 800
кирпич 1600

Вариант II

ЧАСТЬ А:

Выберите один верный ответ.

  1. Бруски, изображенные на рисунке, имеют одинаковые размеры и массы. В каком случае бруски оказывают минимальное давление на стол?

1) А; 2) Б; 3) В; 4) во всех случаях давление одинаково

  1. Газ в сосуде сжимают поршнем. Газ передает избыточное давление поршня
  • без изменения в направлении действия поршня
  • без изменения только в направлении дна сосуда
  • без изменения во всех направлениях
  • во всех направлениях с уменьшением по мере удаления от поршня.
  1. К сосуду с газом прикреплен манометр (рисунок). Чему равно давление газа в сосуде, если атмосферное давление равно 100 кПа?

1) 20,8 кПа; 2) 28 кПа; 3) 72 кПа; 4) 128 кПа

  1. Барометром измеряют атмосферное давление на вершине горы и в шахте. Согласно показаниям

1) атмосферное давление меньше нормального, барометр находится на вершине горы

2) атмосферное давление больше нормального, барометр находится на вершине горы

3) атмосферное давление меньше нормального, барометр находится в шахте

4) атмосферное давление больше нормального, барометр находится в шахте

  1. В сосуды налиты разные жидкости. В каком сосуде жидкость оказывает наименьшее давление на дно?
  • в первом
  • во втором
  • в третьем
  • во всех сосудах давление жидкости на дно одинаково
  1. В левом колене сосуда налита вода. До какого уровня нужно налить воду в правое колено сообщающихся сосудов, чтобы перегородка К осталась неподвижной?
  • до уровня А
  • до уровня Б
  • до уровня В
  • до уровня Г
  1. На графике представлена зависимость давления воды от глубины погружения в озере. Определить давление воды на глубине 25 м.

1) 150 Па; 2) 250 Па; 3) 200 кПа; 4) 250 кПа

Читайте также:  Пить или не пить таблетки если давление 140

ЧАСТЬ В

  1. Прочитайте текст и, согласуя его с рисунком, установите соответствия букв А, Б и В в тексте с цифрами на рисунке. Запишите ответ в виде последовательности цифр в порядке их упоминания в тексте.

Гидравлический пресс состоит из двух цилиндров с соответственно большим и малым поршнями. Поршень 5 в цилиндре 3 приводится в движение рукояткой.

При движении поршня 5 вверх в цилиндр 3 входит масло из внешнего сосуда. При движении поршня вниз масло из цилиндра 3 перетекает в цилиндр А.

Большой поршень Б, поднимаясь вверх, перемещает прикрепленную к нему платформу 6, на которую помещают обрабатываемый материал. Материал при этом сдавливается между платформой 6 и неподвижной платформой В.

  1. Мраморная колонна массой 500 т имеет площадь основания 12,5 м 2 . Определить давление колонны на опору. Ответ выразить в кПа.
  1. Жидкость, налитая в цилиндрический сосуд до высоты 0,3 м, производит давление на дно 2130 Па. Определить плотность жидкости.

ЧАСТЬ С

  1. Какой наибольшей высоты можно сделать каменную кладку, чтобы она не разрушилась под действием собственного веса? Разрушающее давление для камня 4000 кПа. Плотность камня 2500 кг/м 3 .

ТАБЛИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Наименование обозначение множитель наименование обозначение множитель
гига Г 10 9 санти с 10 -2
мега М 10 6 мили м 10 -3
кило к 10 3 микро мк 10 -6
гекто г 10 2 нано н 10 -9
деци д 10 -1 пико п 10 -12

Константы (численные значения приведены с точностью, необходимой для получения правильного ответа)

Ускорение свободного падения на Земле g = 10 м/с 2

алюминий 2700 латунь 8400 ртуть 13600 стекло 2500
бензин 710 лед 900 свинец 11300 фарфор 2000
бетон 2200 масло 900 сосна 400 цинк 7100
вода 1000 медь 8900 спирт 800 чугун 7000
гранит 2600 молоко 1030 сталь 7800 пробка 250
древесина 400 мрамор 2700 нефть 800 парафин 900
дуб 800 железо 7800 олово 7300 керосин 800
кирпич 1600

Вариант III

ЧАСТЬ А:

Выберите один верный ответ.

  1. Бруски, изображенные на рисунке, имеют одинаковые размеры и массы. В каком случае бруски оказывают минимальное давление на стол?

1) А; 2) Б; 3) В; 4) во всех случаях давление одинаково

  1. На газ, заключенный в сосуде, поршнем оказано дополнительное давление 20 кПа. Чему равны избыточные давление газа в точках А и Б?

1) в точке А — 15 кПа, в точке Б — 5 кПа

2) в точке А — 5 кПа, в точке Б — 15 кПа

3) в точке А — 10 кПа, в точке Б — 10 кПа

4) в точке А—20 кПа, в точке Б—20 кПа

  1. К сосуду с газом прикреплен манометр (рисунок). Чему равно давление газа в сосуде, если атмосферное давление равно 100 кПа?

1) 8 кПа; 2) 16 кПа; 3) 108 кПа; 4) 116 кПа

  1. Ртутным барометром измеряют атмосферное давление в шахте и на вершине горы. Согласно показаниям

1) атмосферное давление выше нормального, барометр находится на вершине горы

2) атмосферное давление ниже нормального, барометр находится на вершине горы

3) атмосферное давление ниже нормального, барометр находится в шахте

4) атмосферное давление выше нормального, барометр находится в шахте

  1. В сосуде с водой в указанных точках сделаны отверстия. Из какого отверстия вода будет вытекать под наибольшим давлением?

1) А; 2) Б; 3) В; 4) из всех отверстий под одинаковым давлением

  1. В первом колене сообщающихся сосудов налита вода, во втором — бензин. До какого уровня (примерно) поднимется нефть, налитая в третье колено?
  • до уровня А
  • до уровня Б
  • до уровня В
  • до уровня Г
  1. На графике представлена зависимость давления морской воды от глубины погружения для трех морей. В каком море плотность воды наименьшая?

1) в первом; 2) во втором;

3) в третьем; 4) во всех морях соленость воды одинаковая

ЧАСТЬ В

  1. Прочитайте текст и, согласуя его с рисунком, установите соответствия букв А, Б и В в тексте с цифрами на рисунке. Запишите ответ в виде последовательности цифр по порядку их упоминания в тексте.

Основная часть металлического манометра — согнутая в дугу металлическая трубка 1, один конец которой закрыт. Другой конец трубки посредством крана А сообщается с сосудом, в котором измеряют давление. При увеличении давления трубка разгибается, и движение закрытого конца ее при помощи рычага Б и зубчатки 3 передается стрелке В, движущейся над шкалой прибора. При уменьшении давления трубка, благодаря своей упругости, возвращается в прежнее положение, а стрелка к нулевому делению шкалы.

Решите задачи.

  1. Трактор массой 10 т имеет площадь опоры гусениц 2,5 м 2 . Определить давление, производимое этим трактором на почву. Ответ выразить в кПа.
  1. Чему равна высота воды в водонапорной башне, если давление воды у ее основания 240 кПа?
Читайте также:  Кондиционер нормальное давление фреон 410

ЧАСТЬ С

  1. Мраморная колонна оказывает на фундамент давление 216 кПа. Определить высоту колонны.

ТАБЛИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Наименование обозначение множитель наименование обозначение множитель
гига Г 10 9 санти с 10 -2
мега М 10 6 мили м 10 -3
кило к 10 3 микро мк 10 -6
гекто г 10 2 нано н 10 -9
деци д 10 -1 пико п 10 -12

Константы (численные значения приведены с точностью, необходимой для получения правильного ответа)

Ускорение свободного падения на Земле g = 10 м/с 2

алюминий 2700 латунь 8400 ртуть 13600 стекло 2500
бензин 710 лед 900 свинец 11300 фарфор 2000
бетон 2200 масло 900 сосна 400 цинк 7100
вода 1000 медь 8900 спирт 800 чугун 7000
гранит 2600 молоко 1030 сталь 7800 пробка 250
древесина 400 мрамор 2700 нефть 800 парафин 900
дуб 800 железо 7800 олово 7300 керосин 800
кирпич 1600

Вариант IV

ЧАСТЬ А:

Выберите один верный ответ.

  1. Бруски, изображенные на рисунке, имеют одинаковые размеры и массы. В каких случаях бруски оказывают одинаковое давление на стол?

4) во всех случаях давление одинаково

  1. На газ, заключенный в сосуде, поршнем оказано дополнительное давление. Избыточное давление на левую стенку оказалось равным 50 кПа. Чему равны избыточные давление газа на правую и нижнюю стенки сосуда?

1) на правую 50 кПа, на нижнюю 0 кПа

2) на правую 0 кПа, на нижнюю 50 кПа

3) на правую 50 кПа, на нижнюю 50 к Па

4) на правую 50 кПа, на нижнюю 75 кПа

  1. К сосуду с газом прикреплен манометр (рисунок). Чему равно давление газа в сосуде, если атмосферное давление равно 100 кПа?

1) 1,3 кПа; 2) 2,6 кПа; 3) 97,4 кПа; 4) 102,6 кПа

  1. Барометром измеряют атмосферное давление в шахте и на вершине горы. Согласно показаниям

1) атмосферное давление меньше нормального, барометр находится на вершине горы

2) атмосферное давление больше нормального, барометр находится на вершине горы

3) атмосферное давление меньше нормального, барометр находится в шахте

4) атмосферное давление больше нормального, барометр находится в шахте

  1. На рисунке показан рельеф дна озера. В какой из указанных точек давление воды наименьшее?

1) А; 2) Б; 3) В; 4) во всех точках давление одинаково

  1. В сообщающихся сосудах налиты вода, спирт и бензин. Жидкости находятся в равновесии. В каком колене находится спирт?

1) в колене А; 2) в колене Б; 3) в колене В; 4) в коленах А и В

  1. На графике представлена зависимость давления воды от глубины погружения в озере. На какой глубине давление воды будет равно 250 кПа?

1) 15 м; 2) 20 м; 3) 25 м; 4) 30 м

ЧАСТЬ В

  1. Прочитайте текст и, согласуя его с рисунком, установите соответствия букв А, Б и В в тексте с цифрами на рисунке. Запишите ответ в виде последовательности цифр по порядку их упоминания в тексте.

Всасывающий насос для подъема воды из колодца состоит из цилиндра 1, внутри которого перемещается поршень А. При движении поршня вверх давление под ним уменьшается, и вода из колодца под действием атмосферного давления поднимается по трубе 5. Она открывает нижний клапан Б и поступает в цилиндр под поршень.

При перемещении поршня вниз нижний клапан закрывается, открывается верхний клапан 3, и вода, заполняющая часть цилиндра, набирается над поршнем. После этого поршень вновь движется вверх, и столб воды над ним сливается через трубу В наружу, а пространство под поршнем вновь заполняется водой.

  1. Каток массой 6 т имеет площадь опоры 0,2 м 2 . Какое давление оказывает каток на почву? Ответ выразить в кПа.
  1. В сосуд налили жидкость до высоты 0,4 м. Определить плотность жидкости, если давление, оказываемое ею на дно сосуда равно 4500 Па.

ЧАСТЬ С

  1. Кирпич разрушается при давлении 6000 кПа. Разрушится ли башня из кирпича высотой 334 м?

ТАБЛИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Наименование обозначение множитель наименование обозначение множитель
гига Г 10 9 санти с 10 -2
мега М 10 6 мили м 10 -3
кило к 10 3 микро мк 10 -6
гекто г 10 2 нано н 10 -9
деци д 10 -1 пико п 10 -12

Константы (численные значения приведены с точностью, необходимой для получения правильного ответа)

Ускорение свободного падения на Земле g = 10 м/с 2

Источник

Adblock
detector