Закон сообщающихся сосудов в физике

Итак, закон сообщающихся сосудов гласит:

"В сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне"

Причем, не имеет значения форма и размер сечения сосудов. Это четко видно на примере того же чайника с носиком. Объясняется этот закон довольно просто. Жидкость покоится, значит, давление в обоих сосудах на одинаковом уровне будет одинаково. Плотность у жидкости также одинакова, так как жидкость одна и та же, значит и высоты уровней жидкости будут одинаковыми. Если мы добавим жидкость в один из сосудов или просто изменим его уровень, то давление в нем изменится, и жидкость будет перетекать в другой сосуд вплоть до момента, пока сила давления не сравняется. Если же мы нальем в сосуды разные жидкости с различной плотностью, например, воду и масло, то уровни будут отличаться. Причем, высота жидкости с большей плотностью будет меньше высоты столба с меньшей плотностью.

Примеры и применение сообщающихся сосудов

Закон сообщающихся сосудов нашел широкое применение в человеческой жизнедеятельности. Кроме уже упомянутых леек и чайников, вода в наши дома поступает именно благодаря этому закону. Как мы добываем чистую воду из-под земли? Выкачиваем насосом. Но нельзя же подключить по насосу к каждому крану и к каждой квартире. Поэтому придумали следующую схему – воду накачивают в водонапорную башню, представляющую из себя, по сути, огромный бак на большой высоте. А оттуда по закону сообщающихся сосудов вода под давлением течет в наши дома и льется их кранов, стоит только их открыть. Свое применение закон сообщающихся сосудов нашел и в устройстве шлюзов на реках и каналах, при сооружении некоторых фонтанов и так далее.

30

Вес воздуха и атмосферное давление

 

Газовая оболочка, которая окружает Землю, называется атмосферой. Смесь газов, составляющих атмосферу Земли, называют воздухом.

Атмосфера – это воздушная оболочка Земли, которая укрывает нас от космической радиации и дождя метеоритов. Молекулы газов, входящих в состав воздуха, беспрерывно и хаотично движутся. Но почему же они не улетают в космос? Дело в том, что, чтобы покинуть матушку-Землю необходимо развить так называемую «вторую космическую скорость», равную 11,2 км/с. Скорость подавляющего большинства молекул воздуха значительно меньше. Конечно, такие «кадры» присутствуют, но количество их ничтожно мало, и поэтому потери воздуха, улетучивающегося в космос, не существенны.

Вес воздуха и атмосферное давление

Исследованиями установлено, что воздушная оболочка Земли простирается на тысячи километров, однако большая ее часть – 80% всей массы сосредоточено в 15ти километровом слое над поверхностью. Верхние слои воздуха очень разреженные, а чем ближе к Земле, тем плотность воздуха возрастает. Как мы знаем, воздух, как и любой другой газ, тоже имеет свой вес, который обусловливает давление на поверхность Земли и все тела на ее поверхности. Верхние слои воздуха давят на средние, те на нижние, и так создается давление атмосферы на поверхность Земли. Рассчитав вес тела, т.е. воздуха, мы можем найти, чему равно атмосферное давление.

В физике атмосферным давлением называют давление, которое оказывает атмосфера Земли на все, находящиеся на ее поверхности, тела и предметы. Что же дает нам существование атмосферного давления на практике?

Атмосферное давление в физике и в жизни

На уроках по теме «атмосферное давление» проводят ряд опытов, некоторые из которых несложно проделать в домашних условиях. Так, вместо цилиндра с поршнем мы можем взять обыкновенный шприц, опустить его в емкость с водой и, потянув поршень шприца вверх, мы увидим, что вода поднимается вверх по шприцу. Этот опыт, который хоть раз в жизни видел или проделывал любой из нас, является следствием существования атмосферного давления. Каким образом? Воздух давит на любой предмет и тело на поверхности, а, следовательно, и на находящуюся в емкости воду. Когда мы тянем поршень шприца вверх, то уменьшаем давление внутри шприца, и вода под действием атмосферного давления устремляется в область пониженного давления, то есть, в шприц. Тот же принцип позволяет нам набирать жидкости пипеткой. Еще пример из жизни – это устройство автоматической поилки для птиц и мелких домашних животных. Флягу с водой опускают в корытце или тазик, в котором тоже находится вода. Под действием атмосферного давления вода из фляги не выливается вся, так как над ней образуется зона безвоздушного пространства, лишенная давления. А вот когда уровень воды в корытце понижается, и пузырек воздуха попадает внутрь фляги, то часть воды спокойно выливается наружу.

31

Измерение атмосферного давления и Опыт Торичелли

 

Всем известно, что формула для расчёта давления жидкости выглядит следующим образом: р=ρgh, где р - давление жидкости на дно сосуда, ρ - плотность воды, g - сила тяжести, действующая на 1кг, h - высота столба жидкости.

Но чтобы рассчитать по этой формуле атмосферное давление, нам нужно знать высоту атмосферы и плотность воздуха. Поскольку, у атмосферы определённой границы не существует, расчёт атмосферного давления по этой формуле невозможен.