Конспект по физике 7 класс параграф 37 + Ответы на вопросы. Краткое содержание § 37. ПЕРЕДАЧА ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТЯМИ И ГАЗАМИ. ЗАКОН ПАСКАЛЯ по учебнику Пёрышкина (базовый уровень). Конспект по пунктам параграфа. Код материалов: Физика Конспект №37.
Конспект по § 37. ПЕРЕДАЧА ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТЯМИ И ГАЗАМИ. ЗАКОН ПАСКАЛЯ
§ 37 кратко (малый конспект)
Закон Паскаля описывает ключевое отличие жидкостей и газов от твёрдых тел в передаче давления. В отличие от твёрдых тел, передающих давление в направлении силы, жидкости и газы передают оказываемое на них давление по всем направлениям одинаково. Это свойство обусловлено подвижностью их частиц (молекул), которые могут свободно перемещаться. При сжатии, например, поршнем, частицы перераспределяются по всему объёму, что приводит к равномерному увеличению давления во всех точках. Классической демонстрацией закона является опыт с шаром Паскаля, где вода или дым вытекают из всех отверстий шара одинаковыми струйками при нажатии на поршень.
Большой конспект параграфа 37
- Особенность передачи давления: В отличие от твёрдых тел, жидкости и газы передают оказываемое на них давление не только в направлении действия силы, а по всем направлениям. Это объясняется подвижностью их частиц (молекул), которые могут свободно перемещаться относительно друг друга.
- Механизм передачи: При сжатии газа или жидкости поршнем частицы сначала уплотняются около него, но вследствие подвижности очень скоро снова распределяются равномерно по всему объёму, что приводит к увеличению давления во всех точках одинаково.
- Формулировка закона: Давление, оказываемое на жидкость или газ, передаётся ими по всем направлениям без изменения. Это утверждение называется законом Паскаля.
- Подтверждение закона:
-
- Примеры из природы: сферическая форма пузырьков воздуха в воде, мыльных пузырей, раздувание воздушного шара во все стороны.
-
- Опытное подтверждение: Шар Паскаля — прибор с полым шаром, имеющим узкие отверстия по всей поверхности. При заполнении шара водой (или воздухом с дымом) и нажатии на поршень из всех отверстий вытекают одинаковые струйки, что доказывает передачу давления без изменения по всем направлениям.
Пневматические машины и инструменты
Способность газов передавать давление используют в технике при создании пневматических машин (от греч. пневма* — дуновение, дыхание).
Пример: пневматический отбойный молоток заменил ручные инструменты.
- Принцип работы: Сжатый воздух от компрессора по шлангу подаётся в цилиндр. Золотник направляет воздух поочерёдно в разные части цилиндра, заставляя поршень совершать быстрое возвратно-поступательное движение. Поршень передаёт давление на ударную часть насадки.
- Другие применения сжатого воздуха: аппараты для покраски и опрыскивания растений, механизмы для открывания дверей, пневматические тормоза.
Устройство пневматического тормоза железнодорожного вагона:
- В обычной ситуации магистраль, тормозной цилиндр и резервуар заполнены сжатым воздухом, давление на поршень одинаково с обеих сторон, торможения нет.
- При открытии стоп-крана давление в магистрали падает. Давление сжатого воздуха из резервуара и левой части цилиндра начинает двигать поршень вправо, что прижимает тормозную колодку к колесу и вызывает торможение.
- Для отпускания тормозов магистраль вновь наполняют сжатым воздухом.
Можно ли в описанных устройствах применять вместо воздуха воду? Почему?
Нет, в описанных пневматических устройствах использовать воду вместо воздуха нецелесообразно. Воздух легко сжимаем, что позволяет его накапливать в резервуарах под давлением и плавно регулировать силу воздействия. Вода практически несжимаема, что сделало бы систему мгновенного действия, жёсткой и непригодной для плавного торможения. Кроме того, вода вызывает коррозию, может замёрзнуть зимой и требует абсолютной герметичности системы.
Вопросы на стр.124
1. Опишите процесс передачи давления жидкостями и газами.
Процесс передачи давления жидкостями и газами основан на подвижности их молекул. При внешнем воздействии (например, давлении поршня) частицы, находящиеся непосредственно под ним, сжимаются, но благодаря способности свободно перемещаться они быстро перераспределяются по всему занимаемому объёму. Это приводит к тому, что увеличение давления передаётся всем частицам и проявляется одинаково во всех направлениях.
2. Сформулируйте закон Паскаля. Почему он справедлив только для жидкостей и газов?
Закон Паскаля гласит: Давление, оказываемое на жидкость или газ, передаётся ими по всем направлениям без изменения. Этот закон справедлив только для жидкостей и газов, потому что их частицы (молекулы) обладают подвижностью и могут свободно перемещаться относительно друг друга во всех направлениях, в отличие от частиц твёрдого тела, жёстко связанных в кристаллической решётке.
3. Опишите опыт, на котором можно показать особенность передачи давления жидкостями и газами.
Для демонстрации особенности передачи давления используется прибор — шар Паскаля. Он представляет собой полый шар с множеством маленьких отверстий, соединённый с цилиндром, в котором движется поршень. Если шар заполнить водой (или воздухом с добавлением дыма) и надавить на поршень, то из всех отверстий шара выйдут одинаковые струйки. Этот опыт наглядно показывает, что давление, созданное поршнем, передалось жидкости или газу внутри шара и действует одинаково по всем направлениям.
4. Какое физическое явление используют при изготовлении бутылок из расплавленного стекла (см. рис. 31)?
При изготовлении бутылок из расплавленного стекла используется явление передачи давления газом по закону Паскаля. В процессе выдувания воздух, нагнетаемый мастером через трубку в каплю расплавленного стекла, передаёт давление равномерно во все стороны, заставляя вязкую массу раздуваться и принимать форму внутренней полости формы.
УПРАЖНЕНИЕ 21
№ 1. На твёрдое тело, песок и воду подействовали с одинаковой силой (рис. 105). Объясните, в чём разница при передаче давления этими телами.
Твёрдое тело передаёт давление только в направлении приложенной силы. Песок (сыпучее тело) частично передаёт давление в стороны из-за трения между частицами. Вода (жидкость), согласно закону Паскаля, передаёт производимое на неё давление без изменения во все стороны.
№ 2. Сравните давление газа в двух сосудах (рис. 106). В каком сосуде давление меньше, если массы и температуры газов одинаковы? Ответ обоснуйте.
Давление будет меньше в красном баллоне, который имеет больший объём. При одинаковых массе и температуре газа давление обратно пропорционально объёму (следствие из уравнения состояния идеального газа): чем больше объём, тем реже молекулы ударяются о стенки сосуда, создавая меньшее давление.
№ 3. Почему взрыв снаряда под водой губителен для живущих в воде организмов?
Вода, как и все жидкости, практически несжимаема и хорошо передаёт давление по закону Паскаля. Поэтому давление от взрывной волны распространяется во все стороны на большое расстояние без значительного ослабления, нанося повреждения организмам.
№ 4. * Выполняется ли закон Паскаля на орбитальной космической станции?
Да, закон Паскаля выполняется, так как он является фундаментальным законом для жидкостей и газов в состоянии невесомости. В невесомости исчезает гидростатическое давление, но способность жидкости или газа передавать внешнее давление во все точки без изменения остаётся.
ЗАДАНИЕ 27
№ 1. Выдуйте несколько мыльных пузырей. Обратите внимание на их форму при выдувании и после отрыва. Объясните наблюдаемое явление.
При выдувании пузырь принимает форму, которую ему придаёт поток воздуха и губами. После отрыва мыльный пузырь принимает форму шара. Это происходит потому, что сила поверхностного натяжения мыльной плёнки стремится придать пузырю форму с минимальной площадью поверхности при заданном объёме, то есть форму шара.
№ 2. Изготовьте прибор для демонстрации закона Паскаля.
Для демонстрации закона Паскаля можно взять пластиковую бутылку, наполнить её водой и плотно закрыть пробкой, в которой предварительно сделано несколько небольших отверстий. При сжатии бутылки руками давление, созданное внешней силой, передастся водой во все стороны, и из всех отверстий одновременно начнут бить одинаковые струйки воды.
№ 3. Проделайте опыт, показанный на рисунке 107. Зарисуйте или сфотографируйте результаты опыта при различном сжатии шарика, дайте им объяснение.
Когда шарик с водой и отверстием держат в руке, вода вытекает под действием силы тяжести и атмосферного давления. Если прижать место с отверстием к столу (или пальцем), то внешнее давление (со стороны стола или пальца) передаётся по закону Паскаля воде в области отверстия и компенсирует давление внутри шарика, в результате чего истечение воды прекращается. При разном сжатии шарика сила, перекрывающая отверстие, будет меняться.
Вы смотрели: конспект по физике к учебнику 7 класса §37. ПЕРЕДАЧА ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТЯМИ И ГАЗАМИ. ЗАКОН ПАСКАЛЯ. Краткое содержание темы учебника. Ответы на вопросы в конце параграфа. Код материалов: Физика Конспект №37.
А когда уже следующие конспекты по физике опубликуются?
сегодня, примерно в 16 часов.