Hukum Pascal untuk cecair dan gas mengatakan bahawa tekanan, merambat dalam bahan, tidak mengubah kekuatannya dan dihantar ke semua arah secara sama rata. Bahan cecair dan gas berkelakuan di bawah tekanan dengan beberapa perbezaan. Perbezaannya adalah disebabkan oleh kelakuan zarah dan berat gas dan cecair. Dalam artikel, kami akan mempertimbangkan semua ini secara terperinci dengan bantuan percubaan visual.
Adakah tekanan bendalir dihantar
Mari kita ambil bekas silinder, yang dimeterai secara hermetik dari atas oleh omboh. Terdapat cecair di dalam, dan berat berada pada omboh. Ia memberikan tekanan dengan daya yang sama dengan beratnya. Tekanan ini dipindahkan ke bendalir. Molekulnya, tidak seperti zarah badan pepejal, boleh bebas bergerak relatif antara satu sama lain. Tiada perintah yang ketat dalam susunan mereka, mereka bertaburan secara rawak.
Pengetahuan tentang ciripergerakan zarah bahan yang berbeza pada masa hadapan akan membantu kita memahami hukum Pascal untuk cecair dan gas. Bagaimanakah molekul cecair akan bertindak jika kita bertindak ke atasnya dengan daya tekanan berat? Pengalaman akan membantu kami menjawab soalan ini.
Cara bendalir berkelakuan di bawah tekanan
Model cecair akan menjadi manik kaca, dan model bekas adalah kotak tanpa penutup. Bola, serta zarah bahan cecair, bergerak bebas dalam bekas. Ambil mana-mana item yang sama lebar dengan lebar kotak. Ia akan meniru omboh.
Tolak omboh pada cecair. Bagaimanakah molekulnya bertindak? Kami melihat bahawa mereka menekan kedua-duanya di bahagian bawah bekas dan di dindingnya. Mereka menolak satu sama lain dan cuba jatuh keluar dari kotak. Jika ia adalah cecair sebenar, maka ia akan cenderung memercik keluar dari bekas. Kemudian, apabila mengkaji undang-undang Pascal untuk cecair dan gas, kita akan melihat ini dalam amalan. Disebabkan oleh fakta bahawa molekul bergerak bebas, tekanan yang dikenakan oleh berat dihantar kedua-dua ke sisi dan ke bawah. Dan apakah yang berlaku jika anda menggantikan cecair dengan gas?
Cara udara bertindak di bawah tekanan
Katakan kita mempunyai silinder dengan omboh diisi dengan udara. Letakkan pemberat di atas omboh. Bagaimanakah tekanan digunakan pada gas dihantar? Apabila omboh bergerak ke bawah, jarak antara molekul di bahagian atas gas berkurangan, tetapi tidak lama. Kelajuan molekul gas ialah ratusan meter sesaat. Jarak antara mereka jauh lebih besar daripada saiz mereka. Mereka bergerak ke arah rawak dan bertembung antara satu sama lain.
Apabila ombohjatuh, zarah hanya dikunci dalam jumlah yang lebih kecil. Akibatnya, mereka lebih kerap memukul dinding kapal, dan apabila jumlah gas berkurangan, tekanannya meningkat. Postulat ini mesti diingat, supaya lebih mudah untuk memahami hukum Pascal untuk cecair dan gas. Bilangan denyutan sesaat setiap sentimeter persegi adalah hampir sama. Ini bermakna tekanan yang dihasilkan oleh omboh dihantar ke semua arah tanpa perubahan.
Pemindahan tekanan ke arah berbeza
Hukum Pascal, pemindahan tekanan oleh cecair dan gas tidak dapat difahami jika seseorang tidak memahami satu keanehan: bagaimana kita menekan ke bawah, dan tekanan dipindahkan ke bawah dan ke sisi? Tetapi bagaimana jika tiub dipasang pada silinder, adakah tekanan akan dihantar ke atas melaluinya? Mari bereksperimen.
Ambil dua picagari berisi air dan sambungkannya dengan tiub. Mari kita perhatikan bagaimana tekanan akan dihantar oleh cecair yang berada di dalam picagari. Tekan pada pelocok satu picagari. Daya tekanan pada omboh, dan seterusnya pada cecair, diarahkan ke bawah. Walau bagaimanapun, kita melihat bahawa omboh picagari kedua meningkat. Ternyata tekanan, yang dihantar melalui tiub, mengubah arah daya. Menariknya, picagari boleh diletakkan bukan sahaja secara menegak, tetapi juga pada sudut tepat antara satu sama lain. Hasilnya adalah sama.
Tuangkan air, dan akan ada udara dalam picagari. Mari kita ulangi pengalaman. Dalam perjalanan eksperimen, kita akan melihat bahawa gas juga menghantar tekanan ke semua arah. Hanya ada satu perbezaan dengan cecair. Jika anda menurunkan omboh satupicagari ke bawah dan betulkan dengan jari anda, kemudian apabila anda menekan omboh picagari lain, gas akan mampat. Isipadunya akan berkurangan kira-kira dua kali ganda, dan omboh akan berusaha untuk melantun ke atas. Gas ini, berusaha untuk meningkatkan isipadunya, menyebabkan omboh bergerak ke atas. Ia berbeza dengan cecair, ia tidak akan dapat dimampatkan dengan begitu mudah.
Undang-undang Pascal
Kami akan mengkaji pemindahan tekanan oleh cecair dan gas dengan bantuan pengalaman. Ia telah dicipta oleh ahli fizik Perancis Blaise Pascal. Ambil sfera berongga di mana tiub kaca dipasang. Di bahagian-bahagian bola yang berlainan (atas, sisi, bawah) terdapat lubang kecil. Sebuah omboh diletakkan di dalam tiub. Ini ialah peranti khas untuk menunjukkan undang-undang Pascal.
Isi belon melalui tiub dengan air untuk melihat bagaimana ia berkelakuan. Walaupun graviti bertindak ke atas bola dari atas ke bawah, titisan air mengalir keluar dari lubang bola pada sudut, ke tepi, dan juga ke atas. Sudah tentu, mereka menyimpang sedikit dari arah asalnya, kerana graviti bertindak ke atas mereka. Kami melihat bahawa tekanan yang dikenakan ke atas air dihantar ke semua arah.
Jika bukannya air kita mengambil asap dan melakukan eksperimen ini, kita akan memerhatikan pemindahan tekanan dalam gas dengan mata kita sendiri, kerana asap adalah gas berwarna dengan zarah kecil jelaga atau tar. Oleh kerana ia sangat ringan, ia tidak akan dipengaruhi oleh graviti, ia tidak akan menyimpang dari kedudukan asalnya seperti aliran air. Kita boleh membuat kesimpulan ini: tekanan yang dikenakanpada cecair atau gas, dihantar, tanpa mengubah daya, ke mana-mana titik cecair dan gas dalam semua arah. Ini adalah hukum Pascal untuk cecair dan gas. Formula: P=F/S dengan P ialah tekanan. Ia adalah sama dengan nisbah daya F kepada kawasan S, di mana ia bertindak secara berserenjang.
