Презентация "Давление жидкостей и газов." по физике – проект, доклад

Давление в неподвижных жидкостях и газах

Почему в обычных земных условиях в жидкостях и газах всегда есть давление?

Проанализируем опыт:

Почему давление неодинаково на разной глубине?

Все тела притягиваются к Земле

Вследствие силы тяжести каждый последующий слой жидкости (и газа) испытывает давление всех вышележащих слоёв.

Экспериментальное задание:

С помощью данной установки построить график зависимости давления от глубины

погружения. Имеется только

масштабная линейка.

7 8 6 5 3 2 1

Расчёт давления столба жидкости

Давление столба жидкости на дно и стенки сосуда пропорци- онально его высоте и плотности

p = 9,8 Н/кг * ρ * h [ p] =

Единица измерения – 1 Паскаль

9,8 Н/кг- коэффициент; p – плотность жидкости; h – высота столба (в м).

p ρ h g

Чем выше столб жидкости и больше её плотность, тем давление будет… а) меньше, б) больше, г) не зависит от этих величин.

С о о б щ а ю щ и е с я с о с у д ы и их п р и м е н е н и е

4 9 10

к 1 2

Две стеклянные трубки соединены резиновой трубкой. Останется ли уровень жидкости тот же,… А. если правую трубку наклонить? Б. левую трубку поднять вверх? 1. Уровень не изменится. 2. Уровень в другой трубке уменьшится. В. На рисунке изображена модель фонтана. Если открыть кран К, то струя воды… 1. поднимется на большую высоту. 2. поднимется до уровня воды в воронке. 3. поднимется на меньшую высоту. Г. Какой из кофейников 1 или 2 более вместим? 1. Кофейник 1. 2. Кофейник 2. 3. Вместимость одинакова. Д. Справедливо ли правило сообщающихся сосудов в состоянии невесомости ? 1. Да, т.к. … Ответы обосновать 2. Нет, т.к. … в устной форме.

Ответы: А1; Б1; В2; Г1; Д2.

П о д у м а й и о т в е т ь !

Одинаково ли давление жидкостей на дно сосудов?

Сравните вес жидкостей и давление на дно

Можно ли небольшим количеством жидкости создать очень большое давление в замкнутом объёме?

Одинаковое ли давление испытывают два водолаза на дне залива?

12м 20м

ЗАДАЧА. Определите давление воды на тело водолаза при его погружении на глубину 20 м в мягком скафандре. Ответ: 200 кПа.

Проверь себя !

Каково давление внутри жидкости … А. в условиях невесомости? Б. на Земле? 1. На разных уровнях давление одинаково. 2. На разных уровнях давление разное. 3. Давление отсутствует. В. От какого условия давление жидкости на дно 1).не зависит? 2). зависит? 1. От высоты столба. 4. От формы сосуда. 2. От массы жидкости. 5. От площади дна сосуда. 3. От объёма сосуда. 6. От плотности жидкости. Г. Как изменится давление на дно сосуда, если воду заменить ртутью той же высоты столба? Д. В сосуд, частично заполненный водой, опущен деревянный брусок. Как изменится давление воды на дно сосуда? Е. Давление газа на стенки сосуда 1) при уменьшении объёма; 2) увеличении температуры … 1. Увеличится. 2. Уменьшится. 3. Не изменится.

ОТВЕТЫ: А3; Б2; В12345; В216; Г1; Д1; Е11; Е21.

Изменится ли давление на дно ?

Если из сосуда 2 перелить воду в сосуды 1 или 3? 2. Цилиндр 5 подвесить, не касаясь дна, внутри сосуда 4?

Выбери ответы: 1) уменьшится; 2) не изменится; 3) увеличится.

Реши задачи !

Водолаз в жёстком скафандре может погружаться на глубину 250 м, а искусный ныряльщик – на 20м. Определите давление воды в море на этих глубинах.

40см

Определить силу, с которой керосин действует на пробку площадью 0,0016 м2, если рас- стояние до уровня керосина

составляет 40 см.

Изменится ли сила давления, в другой жидкости?

В сосуд с водой погружен куб со стороной 10 см. Уровень воды над кубом 10 см. Оп- ределить

давление на нижнюю и верхнюю грани. Показать стрелками направление сил, действующих на обе грани.

10 см

Где давление больше?

5 л 10 л

Учимся "читать"графики.

Как в математике называется такая зависимость между Х и У ? Как изменится график, если плотность жидкости будет больше? Обязательно ли график должен проходить через точку 0?

Задача. Определить по графику глубину погружения тела в озеро, которая соответствует давле- нию воды 250, 500, 625 кПа . Каково давление воды на глубине 100 м?

Чем различаются графики 1, 2, 3? Определить плотности жидкостей 1, 2, 3 по данным графиков (жидкости условны для простоты расчёта).

h-?

Ртуть Ртуть керосин Вода

Рассчитать высоту столбов ртути, керосина и воды при одинаковом давлении 101300 Па.

Объясните гидростатический п а р а д о к с ( бочка Паскаля).

Ответы: h1= 760 мм h2= 760 мм h3= 12 м h4= 10,3 м

Изменяется ли плотность морской воды в глубинах океана ?

Информация к размышлению. Чтобы уплотнить воду вдвое нужно оказать давление в 1 100 000 000 кПа. Сжать воду в стакане на 4% можно силой в 300 кН.

Задача. Рассчитайте, какой глубине соответствует такое давление. Есть ли подобные глубины в Мировом океане? Какова глубина самой большой – Мариинской впадины? Задача 2. Вычислите давление морской воды на дне этой впадины

Ответы: 1) h ~ 107000 м; 2) p ~ 113650 кПа

Можно ли плавать под водой, используя лишь длинную трубку, конец которой выведен наружу?

Сконструируй простейший аппарат для подводного плавания из домашних запасов.

Прояви смекалку!

Даже при неглубоком нырянии давление на грудь будет много больше атмосфер- ного. Человек не сможет дышать. Помочь может наполненная воздухом камера.

Объясните, почему?

О б ъ я с н и !

Предлагаем простейший аппарат для дыхания под водой ...

Даже при неглубоком погружении давление на грудь будет много больше атмосферного. Человек не сможет дышать. Как может помочь наполненная воздухом резиновая камера?

Специальные средства для плавания под водой

1. Акваланг (до 15 – 20 м) 2. Мягкий скафандр (до 40 м). 3. Лёгкий скафандр с запасом кислорода (до 90 м). 4. Подводная лодка (до 250 м). 5. Батисфера (рекорд 1360 м). 6. Батискаф (рекорд 10919 м).

П р о в е р ь с е б я !

Вы знаете, что… А. давление в жидкостях и газах передаётся во все стороны без изменений, Б. давление на дно и стенки сосуда не зависит от его формы, В. давление жидкости на дно сосуда зависит от высоты столба, жидкости, Г. давление на стенки сосуда с ростом высоты столба жидкости увеличивается, Д. величина давления зависит от плотности жидкости. Какими из приведённых ниже примеров Вы можете подтвердить эти особенности? Если в стеклянную трубку с резиновым дном наливать воду, то с ростом высоты столба жидкости плёнка будет прогибаться больше. Бумажный стаканчик из-под мороженного не разрывается, если налить воду, а если ртуть – рвётся. В верхних частях высоких водонапорных башен трубы имеют более тонкие стенки, чем водопроводные трубы внизу. Футбольная камера и мыльные пузыри принимают форму шаров. Дно ведра и кувшина испытывают одинаковое давление, если вода в них налита до одного уровня.

Ответы: А4; Б5; В1; Г3; Д2.

На рисунке изображена ф у т б о л ь н а я к а м е р а, соединённая с вертикальной трубкой, в которой находится вода. На камеру положена дощечка, а на неё - гиря массой 5 кг. Высота столба воды в трубке 1 м. Определить площадь соприкосновения дощечки с камерой.

Трудная задача. Ответ: 0,005 м2

Р е ш е н и е: Давление столба воды, равное дав- лению воздуха внутри камеры, мож- но рассчитать по формуле p = ρgh р = 10 Н/кг*1000 кг/м3*1 м ≈ 10 кПа Давление дощечки на камеру состав- ляет p = Fд/ S. Отсюда S = Fд / p, где Fд= mg. Fд = 5 кг * 10 Н/кг ≈ 50 Н. S = 50 Н : 10 000 Па ≈ 0,005 м2 = 50 см2