Как уменьшить давление газа все способы

Сжатие и расширение газов

Бойль нашел математическое соотношение между давлением и объемом данной массы газа. Однако Мариотт сделал существенное дополнение к его исследованием, в результате появился закон Бойля Мариотта. Суть его сводится к следующему: объем данной массы газа обратно пропорционален давлению при условии постоянства температуры. Другой способ выражения того же закона: произведение давления на объем есть величина постоянная для данной массы газа при неизменной температуре.

Калькулятор давления газов — введите три значения (Закон Бойля Мариотта)

Формулы закона Бойля Мариотта

P1/P2=V2/V1

P1V1=P2V2

При пользовании этими формулами безразлично, в каких единицах вы будете измерять объем и давление, лишь бы оба объема и оба давления были измерены в одинаковых единицах. Например, если одно давление измерено в килограммах на квадратный сантиметр, то в тех же единицах должно быть измерено и другое давление. Если один объем измерен в кубических сантиметрах, то так же должен быть измерен и другой.

Применение закона Бойля Мариотта в быту

Пылесос состоит главным образом из вентилятора, приводимого в движение электромотором. Вентилятор выталкивает воздух своими лопастями и создает за ними разреженное пространство. Так как воздух, который из-за разности давлений внутри и снаружи устремляется по трубке в камеру вентилятора, проходит через ковер, то пыль уносится с ковра. В некоторых пылесосах применяется, кроме того, вращающаяся щетка, подметающая и выбивающая ковер. Воздух, прошедший вентилятор, поступает в мешок или другой отстойник для пыли и грязи, которые потом могут быть опорожнены различными способами в зависимости от типа пылесоса.

Водолазные колокола и водолазные костюмы. Когда водолазный колокол погружается в воду, воздух тоже сжимается, но при помощи компрессора, находящегося снаружи. Воздух нагнетается под колокол, поэтому вода совсем не входит в колокол. При этом необходимо все время накачивать в колокол свежий воздух в количестве, необходимом для работающих там людей. Излишек воздуха будет пузырями вырываться наружу. Важной частью водолазного костюма является шлем, который привинчивается к верхней части водонепроницаемого костюма. Обычно шлем снабжают воздухом таким же образом, как водолазный колокол. В некоторых типах костюмов водолаз имеет при себе собственный запас сжатого воздуха.

Одно из своеобразных проявлений закона Бойля — наше дыхание. Когда мускулы, сокращаясь, тянут диафрагму вниз, объем пространства, где помещаются легкие, увеличивается, отчего давление внутри становится меньше наружного. В результате воздух из пространства с большим давлением поступает в легкие, где давление меньше. Обратное движение диафрагмы уменьшает объем легочного пространства и делает давление внутри легких большим наружного. Поэтому воздух и ненужные газы выходят из легких.

Источник

Способы уменьшения и увеличения давления

На предыдущем уроке было установлено, что давление – это величина, определяющая распределение силы по определенной площади. При этом полагается, что направление силового воздействия перпендикулярно к поверхности приложения силы. В виде математического выражения принято записывать формулу:

,

где F – это действующая сила, Н;

S – площадь поверхности, на которую воздействует сила F , м ² ;

В честь французского математика, исследователя физических явлений, литератора и создателя первой машины для автоматизации вычислений Блеза Паскаля (фр. Blaise Pascal [blɛz pasˈkal]) в системе СИ приняли название единицы давления Па (Паскаль).

1 Па (Паскаль) – это сила в 1 Н (Ньютон), распределенная по площади 1 кв. м (м²).

Зачем нужно увеличивать давление?

Можно представить трактор, который тянет плуг по полю. Чтобы преодолевать сопротивление почвы, нужно иметь силу тяги F _тяги , которая равна или больше силы сопротивления почвы F _сопр .

.

При недостаточном трении колес о грунт колеса пробуксовывают. Обеспечить достаточное значение силы тяги F _тяги можно только в том случае, если имеется достаточное сцепление с грунтом. В случае недостаточного сцепления колеса трактора будут буксовать. Они начнут прокручиваться, перемешивать почву, но движения вперед не произойдет.

Если увеличить вес трактора F _вес , то повысится давление ведущих колес на грунт р. Рост давления р увеличит силу трения F тр. Тогда его будет достаточно, чтобы избежать пробуксовки.

Давление пропорционально силе веса. Самым простым путем станет установка дополнительных грузов на трактор или иное транспортное средство.

Зачем уменьшают давление?

Двигаться по рыхлому снегу довольно тяжело. Ноги идущего проваливаются вниз. Много сил нужно, чтобы вытащить их из снега.

Если увеличить площадь опоры, то можно избежать проваливания в неплотный грунт. Для перемещения по снегу используют лыжи. Они увеличивают площадь опоры в несколько раз.

Ноги лыжника свободно перемещаются по поверхности. Лыжи не оказывают значительного сопротивления движению.

Если F = const , нужно уменьшать S

Если F = const, нужно увеличивать S

Если S = const , нужно увеличивать F

Если S = const, нужно уменьшать F

Для снижения давления технику переводят с колесного хода на гусеничный. Поэтому танки, которым предстоит двигаться по бездорожью изготавливают с гусеничным движителем.

С подобным устройством для перемещения боевая машина способна преодолевать даже довольно сложные препятствия. Могут проходить по болотистой местности, двигаться по рекам и бродам.

Информация к размышлению.

В 1943 году Советское командование разработало операцию «Багратион». Решено прорвать фронт, пустив армию в наступление через болотистую местность. Солдат научили делать мокроступы, которые в несколько раз уменьшали давление человека на почву.

Надев мокроступы, бойцы сумели преодолеть болота и начать наступление со стороны, где никто не ожидал. Чтобы танки сумели преодолеть зыбкую почву, проложили гати (ветки, увеличивающие площадь опоры).

В результате неожиданных действий потери при наступлении в Белоруссии были сведены к минимуму.

Жало пчелы

Иногда возникает вопрос, как пчела может жалить сквозь одежду. Если рассмотреть жало под микроскопом, то можно увидеть его строение. Толщина острия составляет всего 20 мкм (микрон). При силе всего 0,01 Н (примерно с таким усилием давит пчела, производя ужаление) действующее давление можно рассчитать.

Источник

Способы уменьшения и увеличения давления. Физика. 7 класс. Разработка урока

Дидактическая цель: создать условия для осознания и осмысления новой учебной информации и способов её получения средствами проблемно-исследовательского метода, практико-ориентированного обучения.

Тип учебного занятия: усвоения новых знаний.

Метод обучения: проблемный, частично-поисковый, исследовательский с применением ИК технологии.

Формы организации учебно-познавательной деятельности учащихся: фронтальная, индивидуальная, коллективная.

Цели урока:

• формировать умение находить давление в разных случаях;
• сравнивать давление в разных практических ситуациях;
• обосновывать необходимость увеличения или уменьшения давления.

• развитие познавательной активности учащихся, их критического мышления, умения самостоятельно формулировать выводы,
• расширение кругозора учащихся,
• развитие речи,
• закрепление умения правильно оформлять и решать задачи,
• умение выдвигать гипотезу и обосновывать логику доказательства своего предположения.

• воспитание чувства взаимопонимания и взаимопомощи при решении задач и выполнении экспериментального задания;
• воспитание ответственного отношения к учебе, трудолюбия.

Задачи урока

• Научить решать расчётные задачи по формулам p = F/S , F = pS, S = F/p и качественные задачи;
• Уметь пользоваться формулами;
• Отрабатывать навыки перевода значения давления, силы, площади из дополнительных единиц измерения в СИ;
• Отрабатывать практические навыки в работе с физическим оборудованием;
• Проанализировать реальные ситуации способов уменьшения и увеличения давления на опору
• Уметь, используя жизненный опыт, обосновывать необходимость увеличения или уменьшения давления. Найти практическое применение уменьшению и увеличению давления.

Формируемые умения: работать с приборами, наблюдать, анализировать и сравнивать результаты опытов, делать выводы.

Предполагаемый результат: учащиеся должны знать способы изменения давления и уметь приводить примеры увеличения и уменьшения давления в технике и природе.

Место урока в учебном плане. Тема “Способы уменьшения и увеличения давления” рассматривается в разделе “Давление твердых тел, жидкостей и газов”. Эта тема в разделе вторая после «Давление. Единицы давления» и является наиболее интересной для учащихся, т.к. прослеживается тесная связь изучаемого материала с жизнью и техникой. Основное содержание изучаемого материала задают учебная программа и обязательный минимум содержания образования по физике.

Оборудование: деревянные бруски, динамометры, линейки, компьютер, проектор, экран, презентация с фотографиями, тесты для контроля знаний в 4-х вариантах.

План урока.

I. Организационный момент.

II. Мотивация, актуализация, целеполагание.

III. Изучение нового материала (первичное усвоение материала).

IV. Осознание и осмысление учебного материала.

V. Первичное закрепление учебного материала. Тест.

VI. Подведение итогов.

VII. Домашнее задание

Ход урока

Эпиграф к уроку:

Незнающие пусть научатся, а знающие вспомнят еще раз. (Античный афоризм)

I. Организационный момент

II. Мотивация. Актуализация. Целеполагание

Как помочь человеку, провалившемуся под лёд? Почему боксёры ведут бой в перчатках? Как правильно уложить вещи в рюкзаке, собираясь в турпоход? (Показать боксёрские перчатки, напёрсток, рюкзак). Сегодня мы с вами научимся находить ответы на эти и многие другие вопросы.

На предыдущем занятии мы с вами изучали теорию на тему давление твёрдых тел. Настало время теорию применить на практике. Запишите тему урока. “Способы уменьшения и увеличения давления”. Сформулируем цели (постараться самим):

• научиться решать задачи по теме “Давление твёрдых тел”;
• рассмотреть и выяснить способы изменения давления в быту, технике, природе.

Обратите внимание, ребята, на эпиграф к нашему уроку: Незнающие пусть научатся, а знающие вспомнят еще раз. Вот и мы сначала повторим основные понятия прошлой темы.

Фронтальный опрос (актуализация)

1. Что называется давлением (с места отвечает ученик)?
2. Написать формулу для определения давления и сделать ее анализ (назвать физические величины, входящие в формулу, их единицы; вывести формулы для физических величин, стоящих справа от знака равенства). (У доски работает ученик по желанию.)

III. Изучение нового материала

Сейчас ребята, у которых на столах располагается оборудование (деревянные бруски, динамометры и карточки с заданием), выполнят экспериментальное задание согласно указаниям в карточке.

Учащиеся используют карточки с указаниями к выполнению задания, деревянные бруски, динамометры и линейки, лежащие на столах.

Экспериментальное задание

Определить давление деревянного бруска на стол.

Порядок выполнения работы.

1. Измерьте вес бруска с помощью динамометра.
2. Измерьте длину, ширину и высоту бруска.
3. Используя все полученные данные, вычислите площади наибольшей и наименьшей граней бруска. Примечание: 1 см 2 = 0,0001 м 2 .
4. Рассчитайте давление, которое производит брусок на стол наименьшей и наибольшей гранями.
5. Результаты запишите в тетрадь.
6. На основе полученных результатов сформулируйте вывод.

Остальным учащимся предлагается устная работа с таблицей (заранее приготовлена на доске), заполним пустые ячейки (в таблице они отмечены красным цветом). (Фронтальная работа на применение написанных на доске формул, заполняет таблицу учитель).

Источник

Физика

Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов

Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы

План урока:

Можно ли бежать по снегу?

В соревнованиях, когда одна команда бежит на лыжах по рыхлому снегу, а другая без лыж победит, конечно же, команда с лыжами. Все дело в лыжах. Когда человек стоит на лыжах, его вес равномерно распределяется по всей площади лыж. Нетрудно сравнить площадь двух лыж и площадь подошв обуви.

Площадь лыж больше площади подошв. Если одинаковый вес человека распределить на разные площади, получится, что каждой единице площади лыж достанется веса меньше, чем такой же единице площади подошв. (Чтобы лучше понять это, надо представить простую ситуацию: на разные по размерам куски хлеба намазать по одинаковому количеству сливочного масла. На маленьком куске хлеба получится толстый слой масла, а на большом — масло размажется очень тонко).

Сила, которая давит на длинные лыжи и небольшие подошвы – это вес человека. А вот сила, которая приходится на единицу площади лыжи или подошвы – это уже не полный вес человека, а лишь маленькая часть этого веса. Эту силу в физике называют давлением.

Значит, команда на лыжах выиграла, так как оказывала на снег меньшее давление, и передвигаться ей, не проваливаясь, было легче.

Нужно отличать давление от силы давления. В примере в роли силы давления выступает вес человека, а давление – это часть веса, которая достается единице площади.

Давление принято обозначать буквой p (маленькая латинская буква) и находить по правилу:

Достаточно понятная формула: «силу давления F разделить (распределить) на площадь S».

Давление измеряют и другими единицами:

Давление оказывают тела не только своим весом. Когда, например, режут хлеб или сыр на части, то нож разрезает продукты под действием мышечной силы руки.

Зная давление, можно найти силу, которая действует на поверхность:

Способы изменения давления

Жарким летним днем, когда асфальт будто плавится, на нем остаются следы.

Какая обувь оставляет самые заметные, глубокие следы? Несомненно, ответ прост: это шпильки женских туфель. Маленькая площадь, следовательно, большое давление – и видимый результат.

Иногда давление необходимо сделать большим, иногда — маленьким.

Большое давление нужно там, где имеют дело с режущими и колющими инструментами. Необходимо, чтобы они были остро заточены, чтобы площадь соприкосновения была минимальной. Если нажать посильнее, то можно получить огромные давления. Резец токарного станка срезает стружку, оказывая давление на деталь 2,45 ∙ 10 9 Па.

В рукопашном бое востока преобладают колющие и рубящие удары пальцами рук, ног и ребром ладони. Обладая маленькой массой, можно нанести резкий болевой удар, ведь площадь кончиков пальцев или ребра ладони значительно меньше площади всей ладони или кулака. А значит, при одинаковой силе можно оказать большее давление на место удара.

А какое давление оказывает лезвие из дамасской стали, если легкая шелковая лента, упав на саблю, перерезается пополам!

В тех случаях, когда давление должно быть маленьким, сила должна быть тоже небольшой, а это в современных технологиях встречается редко. Тогда для уменьшения давления нужно увеличить площадь опоры.

Гусеницы тракторов, вездеходов значительно уменьшают давление на почву (всего 40 — 50 кПа), поэтому этот вид транспорта хорошо проходим даже в условиях болота. Для сравнения давление, которое оказывают колеса легкового автомобиля на дорогу равно 200 – 300 кПа, причем вес автомобиля значительно меньше, чем у трактора. Человек для прохождения по болотистой почве применяет специальные болотоходы, а по снегу – снегоходы.

Для того, чтобы дома и другие строения не давали осадку, необходимо под них подводить широкий фундамент (увеличение площади). Известная всему миру Останкинская башня, высотой 533 м, давит своим фундаментом на землю всего в 270 кПа (как легковой автомобиль). Таким же фундаментом для железнодорожных рельсов являются шпалы, уменьшающие давление вагонов на рельсы.

Для похода лучше выбирать рюкзак с широкими лямками, даже не нужно объяснять, почему.

Животным природа подарила возможность учитывать и использовать давление:

• клыки (хищники легко разрывают ими мясо);
• когти (кошки свободно забираются на дерево, спасаясь от собаки);
• острые зубы (пираньи – хищные рыбы пресных вод в считанные секунды обгладывают свои жертвы):
• клювы (дятел быстро долбит кору деревьев, находя там жучков для еды);
• острые носы (комар мгновенно протыкает кожу людей и животных и высасывает кровь);

Приведенные примеры говорят о том, как животные приспособились к борьбе за существование.

Итак, давление учитывает и человек, и природа, стремясь держать его большим или маленьким в нужных случаях.

Давление газа

Воздушные шары и мыльные пузыри знакомы всем взрослым и детям. Это обязательный атрибут игр или праздников. А как получить такой шарик? Он наполняется воздухом, который человек вдувает в шарик при выдохе. С каждым выдохом шарик растет все больше, и делается все более упругим. На резину шарика воздух давит, стараясь растянуть его в разные стороны. Силе давления противостоит сила упругости деформированного шарика, и нужно вовремя остановиться, иначе сила давления перерастет силу упругости, произойдет громкий хлопок – шарик лопнет.

Твердое тело весом давит на часть поверхности, на которой стоит (если ведро стоит на полу, то оно и давит только на пол), а газ действует во всех направлениях одинаково, поэтому мыльные пузыри имеют форму шара. Форму воздушного шара определяет резина, из которой он изготовлен. Если резина везде одинакова, то шар будет круглым. Если резина имеет в разных частях шара разную упругость, то и шар надуется по-разному, и будет иметь заданную форму.

Молекулы газообразного вещества мечутся беспорядочно и хаотично, но такой хаос большого количества частиц обеспечивает некий порядок: в любых направлениях зигзагообразными траекториями движется примерно одинаковое количество молекул. Суммарная сила удара сразу всех молекул, действующая на единицу площади, и образует давление газа.

Если накачивать насосом камеру велосипеда или мяча, то с каждым качком камера становится будто бы более твердой, потому что молекулы воздуха все прибывают и прибывают, сила суммарного удара по стенкам камеры становится все больше и больше. А значит, давление растет. Если воздух выходит, то камера на глазах «худеет», давление уменьшается. С ростом числа молекул связано увеличение массы газа, а уменьшение числа молекул ведет к уменьшению массы. Поэтому давление газа зависит от его массы, которую опытным путем гораздо легче определить, чем само давление.

С повышением температуры тела молекулы перемещаются быстрее. Чем выше скорость, тем сильнее молекулы ударяются о сосуд, в котором газ находится. Значит, чем температура выше, тем значительнее давление, оказываемое газом.

Еще интересный пример изменения давления. Надо взять бумажный пакет, надуть его и резко ударить по нему ладонью. Хлопок, и пакет разорван. Все очень быстро и просто, а ведь здесь произошли вполне объяснимые физические процессы. Кулек под ударом ладони сжимается, объем газа в нем становится меньше, количество молекул не увеличивается, но так как молекулы расположены плотнее, на единицу площади стенок их количество растет, что приводит к росту давления. Давление разрывает бумагу, резко вырвавшийся воздух является причиной звука в виде хлопка. Получается, давление газа связано и с объемом: давление становится больше с уменьшением объема газа, а если объем газа увеличивается, то давление его уменьшается.

И следующее. У разных газов молекулы различны по массе. С ростом молекулярной массы увеличивается ударная сила молекулы о поверхность, что приводит к росту давления. Поэтому различные газы в одном объеме, с одной и той же температурой оказывают неодинаковые давления.

• давление газа определяется общими ударами большого числа молекул о поверхности, окружающие газ;
• если изменить количество молекул газа, его температуру или объем сосуда, в котором газ находится, то можно изменить давление этого газа;
• в одинаковых прочих условиях (число молекул, объем, температура) у различных газов давление неодинаково.

Закон Паскаля

Твердые тела, соприкасаясь с поверхностью, давят на нее перпендикулярно. Газы давят в различных направлениях. А как давят жидкости?

Молекулы жидкости, перемещаясь, долго не задерживаются на месте. Здесь они подобны молекулам газов. Различие лишь состоит в расстояниях между молекулами. Поэтому в жидкостях, как и газах, есть давление, которое действует в любых направлениях одинаково. Почему в ванной вода из крана течет одной струей, а эта же самая вода из душа течет большим количеством одинаковых струек? Если бы вместо душевого сита был шар с дырками, то вода лилась бы во все стороны, и даже вверх. Объясняет эти явления знаменитый закон Паскаля:

Закон Паскаля справедлив для газов тоже. Примером из жизни служит уже рассмотренное надувание воздушного шарика. Струю воздуха человек направляет прямо перед собой (он же не крутит головой, чтобы заполнить шар), а шар заполняется везде, во всех направлениях. Накачивая резиновую лодку ручным насосом, рыбак нажимает сверху вниз на насос, воздух же наполняет полностью всю форму лодки.

Этот закон давления нашел широчайшее применение в механизмах, использующих принцип работы гидравлического пресса (изобретен Б. Паскалем). Если нажать на маленький поршень S₁ силой F₁, давление получится p₁ = F₁/ S₁. Это давление без изменения (по закону Паскаля) будет передаваться во всех направлениях и дойдет до поршня S₂. Значит, там давление p₂ = F₂/S₂ такое же. p₁ = p₂, то есть F₁/ S₁ = F₂/S₂.

Используя математику, из этого равенства можно получить следующее: F₁/F₂ = S₁/S₂. Это равенство выражает закон гидравлического пресса (гидравлический — водяной или жидкостный). Оно означает: действуя маленькой силой на небольшую площадь можно получить большую силу, действующую на большую площадь. Силы будут отличаться во столько же раз, во сколько отличаются площади. Если действовать на малую площадь маленькой силой, используя площадь в несколько раз большую, можно получить силу во столько же раз большую.

Само слово «пресс» обозначает: механизм для обработки материалов давлением.

С помощью пресса макулатуре, металлолому, сену придают формы удобные для транспортировки.

Методом прессования изготовляют детали сложнейших приборов и машин.

В водяных насосах, отбойных молотках, также используется закон Паскаля и закон гидравлического пресса. Нажимая на тормоз, шофер останавливает автомобиль. Усиленное давление по этим законам передается на тормозные колодки, которые не дают вращаться колесам. Но это, конечно, далеко не весь перечень примеров проявления и использования свойств давления.

Давление жидкости

Можно ли численно рассчитать давление жидкости? Ответ получается, если применить нетрудные математические преобразования.

По определению p = F/S. F – сила, с которой жидкость (ведь она обладает весом P) давит на дно. Дальше, вспомнив формулы веса (P = mg), массы (m = ρV), объема (V = Sh), можно получить:

p = P/S = mg/S = ρVg/S = ρShg/S. Сократить полученную дробь на S, и результат готов:

Изначально в формуле была задействована площадь дна, а в результате получилось выражение, в котором давление жидкости зависит ни от формы сосуда, ни от площади его стенок и дна, а от плотности ρ и глубины h жидкости (физики называют глубину высотой столба жидкости). Число g ≈ 10 Н/кг осталось от формулы веса.

А теперь самое интересное. Можно ли водой из кружки разрушить большую бочку? Тот факт, что высота столба определяет давление жидкости, позволяет ответить на этот вопрос: « Да, можно!»

Если взять несколько сосудов различной формы, одинаковой высоты и с одинаковой площадью дна, которое затянуто эластичной пленкой, наполнить сосуды водой, то дно прогнется одинаково во всех трех случаях. Хотя вес жидкости разный, сила давления возникает одинаковая (но ведь силой давления является вес!). Что происходит? А вот что:

F = p ∙ S, а p = ρgh и F = ρgh ∙ S

Одна жидкость, плотность ρ, высота h и площадь S дна — одинаковы. Значит, и сила давления одинаковая. Это явление «гидростатического парадокса».

Первое объяснение этому парадоксу (противоречие с общепринятым утверждением; перевод с греческого «докса» — «мнение», «пара» — «против») дано опять же Б.Паскалем.

Явления, связанные со стоячей жидкостью (в сосуде, в луже, в пруду) и давлением называют гидростатическими.

Сообщающиеся сосуды

Красивое зрелище – действующие фонтаны. Они всегда привлекают к себе внимание детей и взрослых. А каков же их принцип действия?

Первый человек, который это объяснил, опять был Блез Паскаль. Если взять две стеклянные трубочки и соединить их трубкой резиновой, и через воронку наливать воду в одну трубочку, то при любом положении трубочек вода в них будет на одинаковом уровне.

Эти трубочки, а на их месте могут быть любые сосуды, соединяются (сообщаются) друг с другом. Давление в обеих трубочках одинаково (по закону Паскаля), значит, и высота столбиков жидкости в этих соединенных, сообщающихся сосудах — одинакова.

Если один сосудов поднять на большую высоту, то из второго сосуда жидкость будет стремиться подняться до уровня первого сосуда, но сила тяжести, возвращает ее обратно на землю. Таков основной принцип работы фонтана. Вот его примерная схема:

Фонтан соединяется с большой башней, в которую закачивается вода с помощью насосов. Такую башню называют водонапорной. А если водонапорную башню соединить с водопроводной сетью, то вода поступит в любую квартиру, в любое здание. Водопровод — это пример применения в жизни сообщающихся сосудов.

К сообщающимся сосудам относятся насосы со шлангами, лейки, чайники, кофейники. В них по два сосуда: емкость под жидкость и носик. Звучит непривычно, но это так.

При помощи сообщающихся сосудов измеряют небольшое давление. Прибор называется жидкостным манометром. Один сосуд закрыт, а ко второму эластичной трубкой присоединена пластмассовая коробочка, затянутая пленкой. Если на пленку нажать, по закону Паскаля давление передастся на жидкость. В одном колене такого манометра жидкость опускается, а в другом поднимается. Давление тем больше, чем больше разница уровней жидкости.

Принцип сообщающихся сосудов используется в шлюзах – устройствах, пропускающих речные корабли через плотины, перегораживающие реки. Плотины обычно устраивают там, где работают гидроэлектростанции. Плотины разделяют течение реки на части: верхнее течение (там накапливается вода) и нижнее. Там, где проходят корабли, сделаны специальные огромные ворота, которые удерживают воду. Получается, что большие сообщающиеся сосуды между собой перекрыты.

Пусть корабль идет по течению реки вниз. Он попадает в верхнюю часть шлюза, где уровень воды высокий. Ворота открываются, и вода начинает перетекать в нижнюю часть, уровень воды снижается, а вместе с ним опускается и корабль (в нижней части наоборот уровень повышается). Снижение происходит до тех пор, пока не произойдет выравнивание (закон сообщающихся сосудов) верхнего и нижнего течений. Корабль может дальше двигаться по реке. Если корабль движется вверх по течению, он вначале попадает в нижнюю часть шлюза. Ворота открываются, вода из верхней части поступает в нижнюю до выравнивания уровней. В нижней части вода поднимается, и вместе с ней поднимается корабль. После выравнивания уровней корабль может двигаться дальше. Шлюзы очень больших плотин могут иметь не одни ворота, а сразу несколько. Ворота могут открываться, как обычные двери (по течению реки) или вертикально.

Если дно непрозрачного бака соединить с тонкой стеклянной трубкой снизу, расположенной вертикально ему, то можно увидеть высоту воды в баке (см. рисунок). Так устроены водомерные стекла в паровых котлах.

Важный момент. В данных примерах используется одна жидкость. А если в разные сосуды налить разные жидкости, например, воду и керосин. Что будет наблюдаться?

Давление в обоих сосудах одинаково (закон Паскаля). Но ведь плотность воды 1000 кг/м 3 , а керосина – 800 кг/м 3 , тогда столб керосина с меньшей плотностью должен быть выше, чем столб воды в 1,25 раза, т. к. плотности отличаются тоже в 1,25 раза.

Наблюдается обратно пропорциональная зависимость:

Значит, в сообщающихся сосудах уровни одинаковы для однородной жидкости, а для разных жидкостей уровни различны.

Источник