Природа давления газов и жидкостей

Конспект по физике для 7 класса «Природа давления газов и жидкостей». ВЫ УЗНАЕТЕ: Как возникает давление в газе. От чего зависит давление газа. Как возникает давление в жидкости и от чего оно зависит. ВСПОМНИТЕ: Что такое давление? Каковы различия в строении газов, жидкостей и твёрдых тел?

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике


Природа давления газов и жидкостей

Твёрдые тела передают давление в направлении действия силы. В жидкостях и газах давление передаётся совершенно иначе. Почему?

РАЗЛИЧИЯ В ПРИРОДЕ ДАВЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ И ГАЗОВ

Так как физические свойства газов отличаются от физических свойств твёрдых тол, то и природа давления газа иная, нежели природа давления твёрдого тела на опору.

В большинстве твёрдых тел атомы и молекулы расположены в определённом порядке и образуют прочную кристаллическую структуру. Они ограничены в своём движении и колеблются около некоторого положения равновесия. Поэтому сила, действующая на твердое тело, и передаётся в направлении действия этой силы.

В случае с газами дело обстоит по-другому. Для наглядного представления о том, как ведут себя молекулы газа в сосуде, Р. Фейнман в своих «Лекциях по физике» приводит пример комнаты, в которой множество теннисных мячей беспорядочно и беспрерывно движутся повсюду, ударяя о стены. Градом ударов мячей создаётся давление, под действием которого стенки разойдутся, если их не придерживать.

ДАВЛЕНИЕ ГАЗА

Выполним опыт: перевернём вверх дном стакан и попытаемся опустить его в воду. Вода в стакан полностью не войдёт, поскольку он заполнен воздухом, а воздух оказывает давление на воду.

Находясь в беспрерывном движении, молекулы газа сталкиваются друг с другом и со стенками сосуда, в котором находятся. Размеры отдельной молекулы газа очень малы, мала и сила её удара. Но число молекул газа в сосуде при обычных условиях огромно (в 1 см3 содержится примерно 1019 молекул). В экспериментах мы изучаем результат суммарного действия этого огромного количества молекул.

Давление газа на стенки сосуда (и на помещённое в газ тело) вызывается ударами молекул газа.

Под колокол воздушного насоса поместим завязанный резиновый шарик. Он содержит небольшое количество воздуха. Будем откачивать насосом воздух из-под колокола. Вокруг оболочки шарика воздух становится всё более разреженным, и шарик, раздуваясь, принимает форму шара. Как объяснить этот опыт?

Движущиеся молекулы газа непрерывно ударяются о стенки шарика внутри и снаружи. При откачивании воздуха число молекул вокруг оболочки шарика уменьшается, но внутри их число не изменяется. Поэтому число ударов молекул воздуха о внешнюю поверхность шарика становится меньше, чем число ударов о внутреннюю поверхность. Объём шарика растёт до тех нор, пока сила давления воздуха внутри шарика не сравняется с силой упругости оболочки. При этом оболочка шарика принимает форму шара, т. е. газ оказывает давление на её стенки по всем направлениям одинаково. Иначе говоря, число ударов молекул, приходящихся на каждый квадратный сантиметр площади поверхности, по всем направлениям одинаково.

ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ ДАВЛЕНИЕ ГАЗА

Для того чтобы повысить давление газа, надо либо увеличить количество ударов молекул о стенки сосуда, либо увеличить силу этих ударов, либо сделать то и другое одновременно.

Чтобы увеличить количество молекул в сосуде при заданной температуре, можно добавить в него ещё некоторое количество газа, т. е. увеличить массу газа. При этом давление газа в сосуде возрастёт.

Если уменьшить объём газа, не изменяя его массу, то в каждом кубическом сантиметре газа молекул станет больше, т. е. плотность газа увеличится. При этом число ударов молекул о стенки сосуда возрастёт, и, следовательно, давление газа увеличится.

Скорость движения молекул газа при нагревании увеличивается. Двигаясь быстрее, молекулы ударяются о стенки сосуда чаще. Каждый удар молекулы о стенку сосуда становится сильнее. Вследствие этого стенки сосуда испытывают большее давление.

ДАВЛЕНИЕ В ЖИДКОСТИ

Подвижность частиц газов и жидкостей является причиной того, что давление в них передаётся не только в направлении действия силы, но и но всем направлениям.

Кроме того, под действием силы тяжести каждый вышележащий слой жидкости своим весом оказывает давление на нижележащие слои. Внутри жидкости всегда существует давление, которое называют гидростатическим.

ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ ДАВЛЕНИЕ ЖИДКОСТИ

В жидкости каждый слой давит на все нижележащие слои, и давление на нижний слой обусловливается весом всех верхних слоёв. Возьмём высокий сосуд, в котором на боковой поверхности на разных высотах сделаны два отверстия. Закроем их и наполним сосуд водой. Затем откроем отверстия. Напор вытекающей воды уменьшается с понижением уровня воды в сосуде, что говорит об уменьшении давления в жидкости.

В 1 см3 воды содержится примерно 1022 молекул, что в 1000 раз больше, чем число молекул воздуха в этом же объёме.

 


Вы смотрели Конспект по физике для 7 класса «Природа давления газов и жидкостей»: Как возникает давление в газе. От чего зависит давление газа. Как возникает давление в жидкости и от чего оно зависит.

Вернуться к Списку конспектов по физике (В оглавление).

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *