Хэрэв бид хийн доторх аливаа биеийн гадаргуутай, ялангуяа хий агуулсан савны ханатай молекулуудын мөргөлдөх тухай асуултуудыг авч үзэхгүй бол хийн молекулуудын хөдөлгөөний дүр зураг бүрэн бус байх болно. бусад.
Үнэн хэрэгтээ санамсаргүй хөдөлгөөн хийж, молекулууд үе үе хөлөг онгоцны хана эсвэл бусад биетүүдийн гадаргуу руу нэлээд богино зайд ойртдог. Үүний нэгэн адил молекулууд бие биендээ нэлээд ойртож чаддаг. Энэ тохиолдолд хийн молекулуудын хооронд эсвэл хийн молекул ба хананы бодисын молекулуудын хооронд харилцан үйлчлэлийн хүч үүсдэг бөгөөд энэ нь зайнаас маш хурдан буурдаг. Эдгээр хүчний нөлөөн дор хийн молекулууд хөдөлгөөний чиглэлийг өөрчилдөг. Энэ үйл явцыг (чиглэлийг өөрчлөх) мэдэгдэж байгаа тул мөргөлдөөн гэж нэрлэдэг.
Молекулуудын мөргөлдөөн нь хийн үйл ажиллагаанд маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Мөн бид тэдгээрийг дараа нь нарийвчлан судлах болно. Одоо молекулуудын хөлөг онгоцны хана эсвэл хийтэй харьцах бусад гадаргуутай мөргөлдөхийг анхаарч үзэх нь чухал юм. Энэ нь хийн молекулууд ба хананы харилцан үйлчлэл нь хийн хажуугийн хананд үзүүлэх хүчийг тодорхойлдог бөгөөд мэдээжийн хэрэг, хананы хажуугийн хийд үзүүлэх ижил эсрэг чиглэсэн хүчийг тодорхойлдог. Хананы гадаргуугийн талбай их байх тусам хийн хананд үзүүлэх хүч илүү их байх нь тодорхой байна. Хананы хэмжээ гэх мэт санамсаргүй хүчин зүйлээс хамаарах хэмжигдэхүүнийг ашиглахгүй байхын тулд ханан дээрх хийн үйлдлийг хүчээр биш харин шинж чанарыг нь тодорхойлох нь заншилтай байдаг.
даралт, өөрөөр хэлбэл хананы гадаргуугийн нэгж талбайд ногдох хүч нь энэ хүчинд хэвийн байна.
Хийн агуулагдах савны хананд даралт үзүүлэх чадвар нь хийн үндсэн шинж чанаруудын нэг юм. Даралтаар хий нь байдлаа илчилдэг. Тиймээс даралт нь хийн гол шинж чанаруудын нэг юм.
18-р зуунд санал болгосон хөлөг онгоцны хананд хийн даралт. Даниел Бернулли бол хийн молекулуудын ханатай тоо томшгүй олон мөргөлдөөний үр дагавар юм. Молекулуудын хананд үзүүлэх эдгээр нөлөөлөл нь хананы материалын хэсгүүдийн зарим шилжилт, улмаар түүний хэв гажилтанд хүргэдэг. Деформацитай хана нь хананд перпендикуляр цэг бүрт чиглэсэн уян харимхай хүчээр хий дээр ажилладаг. Энэ хүч нь үнэмлэхүй утгаараа тэнцүү бөгөөд хийн хананд үйлчлэх хүчний эсрэг чиглэлтэй байна.
Мөргөлдөөний үед бие даасан молекул тус бүрийн хананы молекулуудтай харилцан үйлчлэх хүч нь тодорхойгүй байгаа ч механикийн хуулиуд нь бүх хийн молекулуудын нэгдсэн үйлчлэлээс үүсэх дундаж хүчийг олох боломжийг олгодог. хийн даралт.
Хий нь параллелепипед хэлбэртэй саванд хаалттай байна (Зураг 2), хий нь тэнцвэрт байдалд байна гэж үзье. Энэ тохиолдолд хий нь бүхэлдээ савны ханатай харьцуулахад тайван байна гэсэн үг юм: дурын чиглэлд хөдөлж буй молекулуудын тоо дунджаар хурд нь эсрэг чиглэлд чиглэсэн молекулуудын тоотой тэнцүү байна.
Савны аль нэг хананд, жишээлбэл, баруун талын ханан дээрх хийн даралтыг тооцоолъё. Зурагт үзүүлсэн шиг параллелепипедийн ирмэгийн дагуу X координатын тэнхлэгийг чиглүүлнэ. 2. Молекулуудын хурдыг хэрхэн чиглүүлж байгаагаас үл хамааран бид зөвхөн X тэнхлэг дээрх молекулуудын хурдны проекцийг сонирхох болно: хана руу молекулууд яг хурдтайгаар хөдөлдөг.
Сонгосон хананы хажууд А зузаантай хийн давхаргыг оюун ухаанаараа сонгоцгооё. С уян хатан хүч нь хэв гажилттай хананы хажуу талаас үйлчилдэг бөгөөд үнэмлэхүй утгаараа ижил байдаг
хүч, хий нь хананд үйлчилдэг. Ньютоны хоёр дахь хуулийн дагуу хүчний импульс (тодорхой дурын хугацаа) нь бидний давхарга дахь хийн импульсийн өөрчлөлттэй тэнцүү байна. Гэхдээ хий нь тэнцвэрт байдалд байгаа тул давхарга нь хүчний импульсийн чиглэлд (X тэнхлэгийн эерэг чиглэлийн эсрэг) импульсийн өсөлтийг хүлээн авдаггүй. Энэ нь молекулын хөдөлгөөний улмаас сонгосон давхарга нь эсрэг чиглэлд импульс хүлээн авдаг бөгөөд мэдээжийн хэрэг үнэмлэхүй утгаараа ижил байдаг. Тооцоолоход хэцүү биш.
Цаг хугацаа өнгөрөхөд хийн молекулуудын санамсаргүй хөдөлгөөнөөр тодорхой тооны молекулууд бидний давхаргад зүүнээс баруун тийш орж, ижил тооны молекулууд үүнийг эсрэг чиглэлд - баруунаас зүүн тийш чиглүүлдэг. Ирж буй молекулууд нь тодорхой импульс дагуулдаг. Гарч буй хүмүүс нь эсрэг тэмдгийн ижил импульсийг авч явдаг тул давхаргын хүлээн авсан нийт импульс нь давхаргад орж, гарах молекулуудын импульсийн алгебрийн нийлбэртэй тэнцүү байна.
Цаг хугацааны хувьд зүүн талын давхаргад орж буй молекулуудын тоог олцгооё
Энэ хугацаанд түүнээс ихгүй зайд байрладаг молекулууд бүгд параллелепипедийн эзэлхүүнтэй, хананы суурь талбайтай) ба урт, өөрөөр хэлбэл эзэлхүүнтэй ойртож болно. Хэрэв хөлөг онгоцны нэгж эзэлхүүн нь молекулуудыг агуулж байвал заасан хэмжээ нь молекулуудыг агуулна. Гэвч тэдний тал хувь нь зүүнээс баруун тийш хөдөлж, давхарга руу унадаг. Нөгөө хагас нь түүнээс холдож, давхаргад ордоггүй. Үүний үр дүнд молекулууд цаг хугацааны явцад зүүнээс баруун тийш давхаргад ордог.
Тэд тус бүр нь импульстэй (молекулын масс) бөгөөд давхаргад оруулсан нийт импульс нь тэнцүү байна.
Үүний зэрэгцээ нийт импульс нь ижил боловч эсрэг тэмдэгтэй ижил тооны молекулууд давхаргыг орхиж, баруунаас зүүн тийш хөдөлдөг. Ийнхүү эерэг импульс бүхий молекулууд давхаргад орж, түүнээс сөрөг импульстэй молекулууд гарч ирснээр давхаргын импульсийн нийт өөрчлөлт нь тэнцүү байна.
Давхаргын импульсийн энэхүү өөрчлөлт нь хүчний импульсийн нөлөөн дор үүсэх ёстой өөрчлөлтийг нөхөж өгдөг.
Энэ тэгш байдлын хоёр талыг хувааж үзвэл бид дараахь зүйлийг олж авна.
Өнөөг хүртэл бид бүх хийн молекулууд ижил хурдны төсөөлөлтэй гэж чимээгүйхэн таамаглаж байсан. Бодит байдал дээр энэ нь мэдээжийн хэрэг тийм биш юм. Молекулуудын хурд ба тэдгээрийн X тэнхлэг дээрх төсөөлөл нь мэдээжийн хэрэг өөр өөр молекулуудын хувьд өөр өөр байдаг. Тэнцвэрийн нөхцөлд хийн молекулуудын хурдны зөрүүгийн тухай асуудлыг бид § 12-т нарийвчлан авч үзэх болно. Одоохондоо молекулуудын хурдны зөрүү ба тэдгээрийн координатын тэнхлэг дээрх проекцийг оруулсан хэмжигдэхүүнийг сольж авч үзье. (2.1) томъёонд дундаж утгаараа даралтын томъёо (2.1) байхаар бид дараах хэлбэрийг өгнө.
Молекул бүрийн хурдыг бид бичиж болно:
(сүүлийн тэгш байдал нь дундаж болон нэмэх үйлдлүүдийн дарааллыг өөрчлөх боломжтой гэсэн үг юм). Молекулын хөдөлгөөний бүрэн эмх замбараагүй байдлын улмаас гурван координатын тэнхлэг дээрх хурдны төсөөллийн квадратуудын дундаж утгууд хоорондоо тэнцүү байна гэж бид үзэж болно, өөрөөр хэлбэл.
Энэ нь (2.3)-ыг харгалзан үзвэл гэсэн үг юм
Энэ илэрхийллийг (2.2) томъёонд орлуулснаар бид дараахь зүйлийг олж авна.
эсвэл энэ тэгшитгэлийн баруун талыг хоёроор үржүүлж, хуваах,
Дээрх энгийн үндэслэл нь савны аль ч хананд болон хийд оюун ухаанаар байрлуулж болох бүх хэсэгт хүчинтэй. Бүх тохиолдолд бид (2.4) томъёогоор илэрхийлсэн хийн даралтын үр дүнг авдаг. Томъёоны (2.4) утга нь нэг хийн молекулын дундаж кинетик энергийг илэрхийлнэ. Тиймээс хийн даралт нь гуравны хоёртой тэнцүү байна
хийн нэгж эзэлхүүнд агуулагдах молекулуудын дундаж кинетик энерги.
Энэ бол идеал хийн кинетик онолын хамгийн чухал дүгнэлтүүдийн нэг юм. Томъёо (2.4) нь молекулын хэмжигдэхүүнүүд, өөрөөр хэлбэл бие даасан молекултай холбоотой хэмжигдэхүүнүүд болон хийн бүхэлдээ тодорхойлогддог даралтын утга, туршилтаар шууд хэмжсэн макроскоп хэмжигдэхүүнүүдийн хоорондын холбоог тогтооно. (2.4) тэгшитгэлийг заримдаа идеал хийн кинетик онолын үндсэн тэгшитгэл гэж нэрлэдэг.
Цанатай, цанагүй хүн.
Хүн сул цасан дээр маш хэцүү алхаж, алхам тутамд гүн живдэг. Гэхдээ цанаар гулгаж байхдаа тэр бараг унахгүйгээр алхаж чаддаг. Яагаад? Цанатай ч бай, цана ч үгүй ч хүн цасан дээр өөрийн жинтэй тэнцэх хүчээр ажилладаг. Гэсэн хэдий ч, цанатай, цанагүй хүний дарах гадаргуу нь өөр өөр байдаг тул энэ хүчний нөлөө нь аль алинд нь ялгаатай байдаг. Цанын гадаргуу нь цорын ганц талбайгаас бараг 20 дахин их байдаг. Тиймээс цана дээр зогсохдоо хүн цасан дээр зогсохдоо цасан дээр зогсохоос 20 дахин бага хүчээр цасан гадаргуугийн квадрат см тутамд үйлчилдэг.
Самбар дээр сониноо товчлуураар нааж буй сурагч товчлуур бүр дээр ижил хүчээр ажилладаг. Гэсэн хэдий ч, илүү хурц үзүүртэй товчлуур нь мод руу илүү амархан ордог.
Энэ нь хүчний үр дүн нь зөвхөн түүний модуль, чиглэл, хэрэглээний цэгээс хамаарахаас гадна түүнийг хэрэглэж буй гадаргуугийн талбайгаас (перпендикуляр үйлчилдэг) хамаарна гэсэн үг юм.
Энэ дүгнэлтийг физик туршилтаар баталж байна.
Туршлага Өгөгдсөн хүчний үйл ажиллагааны үр дүн нь нэгж гадаргуу дээр ямар хүч үйлчлэхээс хамаарна.
Та жижиг хавтангийн буланд хадаас хадах хэрэгтэй. Нэгдүгээрт, самбар руу хатгасан хадаасыг элсэн дээр үзүүрийг нь дээш нь байрлуулж, тавцан дээр жин тавина. Энэ тохиолдолд хадаасны толгойг зөвхөн элсэнд бага зэрэг дардаг. Дараа нь бид самбарыг эргүүлж, хадаасыг ирмэг дээр байрлуулна. Энэ тохиолдолд дэмжлэг үзүүлэх талбай нь бага, ижил хүчээр хадаас нь элсэнд мэдэгдэхүйц гүнзгийрдэг.
Туршлага. Хоёр дахь дүрслэл.
Энэ хүчний үйл ажиллагааны үр дүн нь гадаргуугийн нэгж бүрт ямар хүч үйлчлэхээс хамаарна.
Харгалзан үзсэн жишээнүүдэд хүч нь биеийн гадаргууд перпендикуляр үйлчилдэг. Хүний жин цасны гадаргуутай перпендикуляр байв; товчлуур дээр үйлчлэх хүч нь хавтангийн гадаргуутай перпендикуляр байна.
Гадаргуу дээр перпендикуляр үйлчлэх хүчний энэ гадаргуугийн талбайн харьцаатай тэнцүү хэмжигдэхүүнийг даралт гэнэ..
Даралтыг тодорхойлохын тулд гадаргууд перпендикуляр үйлчлэх хүчийг гадаргуугийн талбайд хуваах шаардлагатай.
даралт = хүч / талбай.
Энэ илэрхийлэлд орсон хэмжигдэхүүнийг тэмдэглэе: даралт - х, гадаргуу дээр үйлчлэх хүч нь Фба гадаргуугийн талбай - С.
Дараа нь бид томъёог авна:
p = F/S
Ижил талбайд илүү их хүч үйлчлэх нь илүү их даралт үүсгэх нь ойлгомжтой.
Даралтын нэгжийг энэ гадаргуутай перпендикуляр 1 м2 талбайтай гадаргуу дээр үйлчилж буй 1 Н хүчнээс үүссэн даралтыг хэлнэ..
Даралтын нэгж - метр квадрат тутамд Ньютон(1 Н/м2). Францын эрдэмтний хүндэтгэлд Блэйз Паскаль үүнийг паскаль гэдэг ( Па). Тиймээс,
1 Па = 1 Н/м2.
Бусад даралтын нэгжийг мөн ашигладаг: гектопаскаль (гПа) Мөн килопаскал (кПа).
1 кПа = 1000 Па;
1 гПа = 100 Па;
1 Па = 0.001 кПа;
1 Па = 0.01 гПа.
Асуудлын нөхцөлийг бичээд шийдье.
Өгсөн : м = 45 кг, S = 300 см 2; p =?
SI нэгжээр: S = 0.03 м2
Шийдэл:
х = Ф/С,
Ф = П,
П = г м,
П= 9.8 N · 45 кг ≈ 450 Н,
х= 450/0.03 Н/м2 = 15000 Па = 15 кПа
"Хариулт": p = 15000 Па = 15 кПа
Даралтыг бууруулах, нэмэгдүүлэх арга замууд.
Хүнд гинжит трактор нь хөрсөн дээр 40-50 кПа даралт үүсгэдэг, өөрөөр хэлбэл 45 кг жинтэй хүүгийн даралтаас ердөө 2-3 дахин их даралттай байдаг. Энэ нь тракторын жин нь зам хөтлөгчийн улмаас илүү том талбайд хуваарилагдсантай холбон тайлбарлаж байна. Тэгээд бид үүнийг тогтоосон Тулгуурын талбай том байх тусам энэ тулгуур дээр ижил хүчээр үүсгэсэн даралт бага байх болно .
Бага эсвэл өндөр даралт шаардлагатай эсэхээс хамааран дэмжлэгийн талбай нэмэгдэж, буурдаг. Жишээлбэл, хөрс нь баригдаж буй барилгын даралтыг тэсвэрлэхийн тулд суурийн доод хэсгийн талбайг нэмэгдүүлдэг.
Ачааны машины дугуй, онгоцны явах эд анги нь зорчигчийн дугуйнаас хамаагүй өргөн байдаг. Цөлд жолоодох зориулалттай автомашины дугуйг ялангуяа өргөнөөр хийдэг.
Трактор, танк, намаг машин гэх мэт хүнд даацын машинууд нь хүний хажуугаар өнгөрөх боломжгүй намгархаг газруудаар дамжин өнгөрдөг.
Нөгөөтэйгүүр, жижиг гадаргуутай бол бага хүчээр их хэмжээний даралт үүсгэж болно. Жишээлбэл, самбар дээр товчлуурыг дарах үед бид 50 Н-ийн хүчээр ажилладаг. Товчлуурын үзүүрийн талбай нь ойролцоогоор 1 мм 2 тул түүнээс үүсэх даралт нь дараах хэмжээтэй тэнцүү байна.
p = 50 N / 0.000 001 м 2 = 50,000,000 Па = 50,000 кПа.
Харьцуулбал, энэ даралт нь гинжит тракторын хөрсөн дээрх даралтаас 1000 дахин их байна. Та ийм олон жишээг олж болно.
Зүсэх хэрэгслийн ир, цоолох хэрэгслийн үзүүрүүд (хутга, хайч, зүсэгч, хөрөө, зүү гэх мэт) тусгайлан хурцалж байна. Хурц ирний хурц ирмэг нь жижиг талбайтай тул жижиг хүч ч гэсэн маш их дарамт үүсгэдэг бөгөөд энэ хэрэгсэлтэй ажиллахад хялбар байдаг.
Амьд байгальд зүсэх, цоолох төхөөрөмжүүд бас байдаг: эдгээр нь шүд, хумс, хушуу, баяжуулалт гэх мэт - бүгд хатуу материалаар хийгдсэн, гөлгөр, маш хурц байдаг.
Даралт
Хийн молекулууд санамсаргүй байдлаар хөдөлдөг нь мэдэгдэж байна.
Хий нь хатуу ба шингэнээс ялгаатай нь тэдгээрийн байрлах савыг бүхэлд нь дүүргэдэг гэдгийг бид аль хэдийн мэддэг болсон. Жишээлбэл, хий хадгалах зориулалттай ган цилиндр, машины дугуйны дотоод хоолой эсвэл волейбол. Энэ тохиолдолд хий нь цилиндр, камер эсвэл түүний байрладаг бусад биетийн хана, ёроол, таглаа дээр даралт үүсгэдэг. Хийн даралт нь тулгуур дээрх хатуу биетийн даралтаас бусад шалтгааны улмаас үүсдэг.
Хийн молекулууд санамсаргүй байдлаар хөдөлдөг нь мэдэгдэж байна. Тэд хөдөлж байхдаа бие биетэйгээ, түүнчлэн хий агуулсан савны ханатай мөргөлддөг. Хийн дотор олон молекулууд байдаг тул тэдгээрийн нөлөөллийн тоо маш их байдаг. Жишээлбэл, 1 секундын дотор 1 см 2 талбай бүхий өрөөнд байгаа агаарын молекулуудын нөлөөллийн тоог хорин гурван оронтой тоогоор илэрхийлнэ. Хэдийгээр бие даасан молекулын нөлөөллийн хүч бага боловч бүх молекулуудын хөлөг онгоцны хананд үзүүлэх нөлөө нь мэдэгдэхүйц юм - энэ нь хийн даралтыг үүсгэдэг.
Тэгэхээр, хийн молекулуудын нөлөөллөөс болж савны хананд (мөн хийд байрлуулсан биед) хийн даралт үүсдэг. .
Дараах туршилтыг авч үзье. Агаарын насосны хонхны доор резинэн бөмбөг байрлуул. Энэ нь бага хэмжээний агаар агуулдаг бөгөөд жигд бус хэлбэртэй байдаг. Дараа нь бид хонхны доороос агаарыг шахдаг. Бөмбөгний бүрхүүл, түүний эргэн тойронд агаар улам бүр ховордож, аажмаар хөөрч, ердийн бөмбөг хэлбэртэй болдог.
Энэ туршлагыг хэрхэн тайлбарлах вэ?
Шахсан хийг хадгалах, тээвэрлэхэд удаан эдэлгээтэй тусгай ган цилиндрийг ашигладаг.
Бидний туршилтаар хөдөлж буй хийн молекулууд бөмбөгний дотор болон гадна талын ханыг тасралтгүй цохив. Агаарыг шахах үед бөмбөгний бүрхүүлийн эргэн тойрон дахь хонхны молекулуудын тоо буурдаг. Гэхдээ бөмбөг дотор тэдний тоо өөрчлөгддөггүй. Тиймээс бүрхүүлийн гаднах хананд молекулуудын нөлөөллийн тоо нь дотоод хананд үзүүлэх нөлөөллийн тооноос бага болдог. Бөмбөлөг нь резинэн бүрхүүлийн уян хатан хүч нь хийн даралтын хүчтэй тэнцүү болтол хөөрнө. Бөмбөгний бүрхүүл нь бөмбөг хэлбэртэй байдаг. Энэ нь үүнийг харуулж байна хий нь түүний ханан дээр бүх чиглэлд жигд дардаг. Өөрөөр хэлбэл, гадаргуугийн квадрат см тутамд молекулын нөлөөллийн тоо бүх чиглэлд ижил байна. Бүх чиглэлд ижил даралт нь хийн шинж чанар бөгөөд асар олон тооны молекулуудын санамсаргүй хөдөлгөөний үр дагавар юм.
Хийн хэмжээг багасгахыг хичээцгээе, гэхдээ масс нь өөрчлөгдөхгүй хэвээр үлдэнэ. Энэ нь хийн шоо см тутамд илүү их молекулууд байх бөгөөд хийн нягтрал нэмэгдэх болно гэсэн үг юм. Дараа нь хананд молекулуудын нөлөөллийн тоо нэмэгдэх болно, өөрөөр хэлбэл хийн даралт нэмэгдэх болно. Үүнийг туршлагаар баталж болно.
Зураг дээр Ашилэн хоолойг харуулсан бөгөөд түүний нэг төгсгөл нь нимгэн резинэн хальсаар хаалттай байна. Хоолойд поршений оруулга хийдэг. Поршений дотогшоо орох үед хоолой дахь агаарын эзэлхүүн буурч, өөрөөр хэлбэл хий шахагдана. Резинэн хальс нь гадагшаа бөхийж, хоолой дахь агаарын даралт нэмэгдсэнийг харуулж байна.
Үүний эсрэгээр ижил масстай хийн эзэлхүүн нэмэгдэхийн хэрээр куб см тутамд молекулын тоо буурдаг. Энэ нь савны хананд үзүүлэх нөлөөллийн тоог багасгах болно - хийн даралт багасах болно. Үнэн хэрэгтээ поршений хоолойг хоолойноос гаргахад агаарын хэмжээ нэмэгдэж, хальс нь савны дотор нугалж байна. Энэ нь хоолой дахь агаарын даралт буурч байгааг харуулж байна. Хэрэв хоолойд агаарын оронд өөр хий байвал ижил үзэгдэл ажиглагдах болно.
Тэгэхээр, хийн масс, температур өөрчлөгдөхгүй байх нөхцөлд хийн эзэлхүүн буурахад түүний даралт нэмэгдэж, эзэлхүүн нэмэгдэхэд даралт буурна..
Тогтмол эзэлхүүнтэй халаахад хийн даралт хэрхэн өөрчлөгдөх вэ? Халах үед хийн молекулуудын хурд нэмэгддэг нь мэдэгдэж байна. Илүү хурдан хөдөлж, молекулууд савны ханыг илүү олон удаа цохих болно. Үүнээс гадна хананд молекулын цохилт бүр илүү хүчтэй байх болно. Үүний үр дүнд хөлөг онгоцны хананд илүү их даралт мэдрэгдэх болно.
Тиймээс, Хийн температур өндөр байх тусам хаалттай савны хийн даралт ихсэх болно, хийн масс ба эзэлхүүн өөрчлөгдөхгүй тохиолдолд.
Эдгээр туршилтуудаас ерөнхийд нь дүгнэж болно Хийн даралт ихсэх тусам молекулууд савны хананд хүчтэй цохилт өгөх болно .
Хийг хадгалах, тээвэрлэхийн тулд тэдгээрийг маш их шахдаг. Үүний зэрэгцээ тэдгээрийн даралт нэмэгдэж, хий нь тусгай, маш бат бөх цилиндрт хаалттай байх ёстой. Жишээлбэл, ийм цилиндр нь шумбагч онгоцонд шахсан агаар, метал гагнахад ашигладаг хүчилтөрөгч агуулдаг. Мэдээжийн хэрэг, хийн цилиндрийг халаах боломжгүй, ялангуяа хийгээр дүүргэх үед бид үргэлж санаж байх ёстой. Учир нь бидний аль хэдийн ойлгосноор дэлбэрэлт нь маш таагүй үр дагаварт хүргэж болзошгүй юм.
Паскалийн хууль.
Даралт нь шингэн эсвэл хийн бүх цэгүүдэд дамждаг.
Поршений даралтыг бөмбөгийг дүүргэх шингэний цэг бүрт дамжуулдаг.
Одоо бензин.
Хатуу биетүүдээс ялгаатай нь бие даасан давхарга, шингэн ба хийн жижиг хэсгүүд нь бие биенээсээ бүх чиглэлд чөлөөтэй хөдөлж чаддаг. Жишээлбэл, усыг хөдөлгөхийн тулд шилэн аяганд байгаа усны гадаргуу дээр бага зэрэг үлээхэд хангалттай. Гол мөрөн эсвэл нууранд үл ялиг сэвшээ салхи долгион үүсэхэд хүргэдэг.
Үүнийг хий болон шингэний хэсгүүдийн хөдөлгөөнт байдал тайлбарлаж байна тэдгээрт үзүүлэх дарамт нь зөвхөн хүчний чиглэлд төдийгүй бүх цэгүүдэд дамждаг. Энэ үзэгдлийг илүү нарийвчлан авч үзье.
Зураг дээр, Ахий (эсвэл шингэн) агуулсан савыг дүрсэлдэг. Бөөмүүд нь хөлөг онгоцны бүх хэсэгт жигд тархсан байна. Савыг дээш доош хөдөлгөх боломжтой бүлүүрээр хаадаг.
Зарим хүч хэрэглэснээр бид бүлүүрийг бага зэрэг дотогшоо хөдөлгөж, түүний доор байрлах хий (шингэн) -ийг шахах болно. Дараа нь бөөмс (молекулууд) энэ газарт өмнөхөөсөө илүү нягт байрлана (Зураг, b). Хөдөлгөөний улмаас хийн хэсгүүд бүх чиглэлд шилжих болно. Үүний үр дүнд тэдгээрийн зохион байгуулалт дахин жигд болох боловч өмнөхөөсөө илүү нягт болно (Зураг в). Тиймээс хийн даралт хаа сайгүй нэмэгдэнэ. Энэ нь нэмэлт даралтыг хий эсвэл шингэний бүх хэсгүүдэд дамжуулдаг гэсэн үг юм. Тиймээс, хэрэв поршений ойролцоох хийн (шингэн) даралт 1 Па-аар нэмэгдвэл бүх цэгүүдэд доторхий эсвэл шингэн байвал даралт өмнөхөөсөө ижил хэмжээгээр нэмэгдэх болно. Савны хана, ёроол, поршений даралт 1 Па-аар нэмэгдэнэ.
Шингэн эсвэл хийд үзүүлэх даралтыг аль ч цэг рүү бүх чиглэлд тэнцүү хэмжээгээр дамжуулдаг .
Энэ мэдэгдлийг гэж нэрлэдэг Паскалийн хууль.
Паскалийн хуульд үндэслэн дараах туршилтуудыг тайлбарлахад хялбар байдаг.
Зураг дээр янз бүрийн газруудад жижиг нүхтэй хөндий бөмбөг харагдаж байна. Поршен оруулсан бөмбөлөгт хоолой бэхлэгдсэн байна. Хэрэв та бөмбөгийг усаар дүүргэж, поршений хоолой руу түлхэх юм бол бөмбөгний бүх нүхнээс ус урсах болно. Энэ туршилтанд поршений хоолой дахь усны гадаргуу дээр дардаг. Поршений доор байрлах усны тоосонцор конденсаци хийж, түүний даралтыг гүнд байрлах бусад давхаргад шилжүүлдэг. Тиймээс поршений даралтыг бөмбөгийг дүүргэх шингэний цэг бүрт дамжуулдаг. Үүний үр дүнд усны нэг хэсэг нь бүх нүхнээс урсаж буй ижил урсгал хэлбэрээр бөмбөгнөөс түлхэгдэнэ.
Бөмбөлөг утаагаар дүүрсэн бол поршений хоолой руу түлхэх үед бөмбөгний бүх нүхнээс ижил хэмжээний утаа гарч эхэлнэ. Энэ нь үүнийг баталж байна хий нь тэдэнд үзүүлэх даралтыг бүх чиглэлд жигд дамжуулдаг.
Шингэн ба хий дэх даралт.
Шингэний жингийн нөлөөн дор хоолой дахь резинэн ёроол нь нугалах болно.
Шингэнүүд нь дэлхийн бүх биетүүдийн нэгэн адил таталцлын нөлөөнд автдаг. Тиймээс саванд цутгаж буй шингэний давхарга бүр өөрийн жинтэй даралтыг бий болгодог бөгөөд энэ нь Паскалийн хуулийн дагуу бүх чиглэлд дамждаг. Тиймээс шингэний дотор даралт байдаг. Үүнийг туршлагаар баталгаажуулж болно.
Шилэн хоолой руу ус хийнэ, доод нүх нь нимгэн резинэн хальсаар хаалттай байна. Шингэний жингийн нөлөөгөөр хоолойн ёроол нь нугалах болно.
Туршлагаас харахад резинэн хальсан дээрх усны багана өндөр байх тусам нугалж байна. Гэхдээ резинэн ёроол гулзайлгах бүрт хоолой дахь ус тэнцвэрт байдалд ордог (зогсдог), учир нь таталцлын хүчнээс гадна сунгасан резинэн хальсны уян хатан хүч нь усан дээр үйлчилдэг.
Резинэн хальсан дээр үйлчлэх хүч нь |
хоёр талдаа адилхан. |
Дүрслэл.
Доод тал нь хүндийн хүчний даралтын улмаас цилиндрээс холддог.
Ус асгаж буй резинэн ёроолтой хоолойг устай өөр өргөн саванд буулгая. Хоолойг буулгах тусам резинэн хальс аажмаар шулуун болж байгааг бид харах болно. Киног бүрэн тэгшлэх нь дээрээс болон доороос үйлчлэх хүч тэнцүү байгааг харуулж байна. Хоолой болон савны усны түвшин давхцах үед хальсыг бүрэн тэгшлэх нь тохиолддог.
А-д үзүүлсэн шиг хажуугийн нүхийг резинэн хальсаар бүрхсэн хоолойгоор ижил туршилтыг хийж болно. Зурагт үзүүлсэн шиг энэ хоолойг устай өөр саванд дүрье. б. Хоолой болон савны усны түвшин тэнцүү болмогц хальс нь дахин шулуун болно гэдгийг бид анзаарах болно. Энэ нь резинэн хальс дээр үйлчлэх хүч нь бүх талдаа ижил байна гэсэн үг юм.
Ёроол нь унаж болох савыг авцгаая. Устай саванд хийж үзье. Доод тал нь савны ирмэг дээр нягт дарагдах бөгөөд унахгүй. Энэ нь доороос дээш чиглэсэн усны даралтын хүчээр дарагддаг.
Бид сав руу ус асгаж, ёроолыг нь ажиглана. Сав дахь усны түвшин савны усны түвшинтэй давхцангуут савнаас холдох болно.
Салгах мөчид савны шингэний багана дээрээс доош дарж, ижил өндөртэй, гэхдээ саванд байрлах шингэний баганын даралтыг доороос дээш доош дамжуулдаг. Эдгээр даралт нь хоёулаа адилхан боловч ёроол нь цилиндрт өөрийн таталцлын нөлөөгөөр цилиндрээс холддог.
Устай хийсэн туршилтыг дээр дурдсан боловч хэрэв та усны оронд өөр шингэн уувал туршилтын үр дүн ижил байх болно.
Тиймээс туршилтууд үүнийг харуулж байна Шингэний дотор даралт байгаа бөгөөд ижил түвшинд бүх чиглэлд тэнцүү байна. Даралт гүн нэмэгдэх тусам нэмэгддэг.
Хий нь энэ талаараа шингэнээс ялгаатай биш, учир нь тэд бас жинтэй байдаг. Гэхдээ хийн нягт нь шингэний нягтаас хэдэн зуу дахин бага гэдгийг бид санах ёстой. Сав дахь хийн жин бага тул түүний "жин" даралтыг олон тохиолдолд үл тоомсорлож болно.
Савны ёроол ба хананд шингэний даралтыг тооцоолох.
Савны ёроол ба хананд шингэний даралтыг тооцоолох.
Савны ёроол ба хананд шингэний даралтыг хэрхэн тооцоолох талаар авч үзье. Эхлээд тэгш өнцөгт параллелепипед хэлбэртэй хөлөг онгоцны асуудлыг шийдье.
Хүч чадал Ф, энэ саванд цутгасан шингэн нь түүний ёроолд дарах нь жинтэй тэнцүү байна Псаванд байгаа шингэн. Шингэний жинг түүний массыг мэдэх замаар тодорхойлж болно м. Таны мэдэж байгаагаар массыг дараахь томъёогоор тооцоолж болно. m = ρ·V. Бидний сонгосон саванд цутгасан шингэний хэмжээг тооцоолоход хялбар байдаг. Хэрэв савны шингэний баганын өндрийг үсгээр тэмдэглэсэн бол h, мөн хөлөг онгоцны ёроолын талбай С, Тэр V = S h.
Шингэн масс m = ρ·V, эсвэл m = ρ S h .
Энэ шингэний жин P = g м, эсвэл P = g ρ S h.
Шингэний баганын жин нь савны ёроолд шингэн дарах хүчтэй тэнцүү тул жинг хуваах замаар Пталбай бүрт С, бид шингэний даралтыг авдаг х:
p = P/S, эсвэл p = g·ρ·S·h/S,
Бид савны ёроолд байгаа шингэний даралтыг тооцоолох томъёог олж авсан. Энэ томъёоноос харахад энэ нь тодорхой байна савны ёроолд байгаа шингэний даралт нь зөвхөн шингэний баганын нягт ба өндрөөс хамаарна.
Тиймээс, үүссэн томъёог ашиглан сав руу цутгаж буй шингэний даралтыг тооцоолж болно ямар ч хэлбэр(хатуухан хэлэхэд бидний тооцоолол нь зөвхөн шулуун призм ба цилиндр хэлбэртэй хөлөг онгоцонд тохиромжтой. Хүрээлэнгийн физикийн хичээл дээр дурын хэлбэртэй савны хувьд ч энэ томьёо үнэн болохыг баталсан). Үүнээс гадна хөлөг онгоцны хананд үзүүлэх даралтыг тооцоолоход ашиглаж болно. Шингэний доторх даралтыг, түүний дотор доороос дээш хүртэлх даралтыг мөн энэ томъёогоор тооцоолно, учир нь ижил гүн дэх даралт бүх чиглэлд ижил байна.
Томьёог ашиглан даралтыг тооцоолохдоо p = gρhтанд нягтрал хэрэгтэй ρ шоо метр (кг/м3), шингэний баганын өндрийг килограммаар илэрхийлнэ h- метрээр (м), g= 9.8 Н/кг, дараа нь даралтыг паскаль (Па)-аар илэрхийлнэ.
Жишээ. Тосны баганын өндөр нь 10 м, нягт нь 800 кг/м3 байвал савны ёроолд газрын тосны даралтыг тодорхойлно.
Асуудлын нөхцөлийг бичээд бичье.
Өгсөн :
ρ = 800 кг/м 3
Шийдэл :
p = 9.8 Н/кг · 800 кг/м 3 · 10 м ≈ 80,000 Па ≈ 80 кПа.
Хариулах : p ≈ 80 кПа.
Холбоо барих хөлөг онгоцууд.
Холбоо барих хөлөг онгоцууд.
Зураг дээр резинэн хоолойгоор хоорондоо холбогдсон хоёр хөлөг онгоцыг харуулав. Ийм хөлөг онгоцыг нэрлэдэг харилцах. Услах сав, цайны сав, кофены сав зэрэг нь харилцаа холбооны савны жишээ юм. Туршлагаас харахад услах саванд цутгасан ус үргэлж хошуу болон дотор нь ижил түвшинд байдаг гэдгийг бид мэднэ.
Бид ихэвчлэн харилцаа холбооны хөлөг онгоцуудтай тулгардаг. Жишээлбэл, энэ нь цайны сав, услах сав эсвэл кофены сав байж болно. |
Нэг төрлийн шингэний гадаргууг ямар ч хэлбэрийн холбоо барих судаснуудад ижил түвшинд суурилуулсан. |
Янз бүрийн нягтралтай шингэн. |
Дараах энгийн туршилтыг холбоо барих хөлөг онгоцоор хийж болно. Туршилтын эхэнд бид резинэн хоолойг дундуур нь хавчуулж, нэг хоолой руу ус хийнэ. Дараа нь бид хавчаарыг онгойлгож, хоёр хоолойн усны гадаргуу ижил түвшинд хүрэх хүртэл ус нь нөгөө хоолой руу шууд урсдаг. Хоолойн аль нэгийг нь tripod дээр холбож, нөгөөг нь янз бүрийн чиглэлд өсгөж, буулгаж эсвэл хазайлгаж болно. Мөн энэ тохиолдолд шингэн тайвширмагц хоёр хоолой дахь түүний түвшин тэнцүү болно.
Ямар ч хэлбэр, хөндлөн огтлолын хөлөг онгоцонд нэгэн төрлийн шингэний гадаргууг ижил түвшинд суурилуулсан.(шингэн дээрх агаарын даралт ижил байх тохиолдолд) (Зураг 109).
Үүнийг дараах байдлаар зөвтгөж болно. Шингэн нь нэг савнаас нөгөөд шилжихгүйгээр тайван байдалд байна. Энэ нь аль ч түвшний хоёр хөлөг онгоцны даралт ижил байна гэсэн үг юм. Хоёр савны шингэн нь ижил, өөрөөр хэлбэл ижил нягттай байна. Тиймээс түүний өндөр нь ижил байх ёстой. Бид нэг савыг өргөх эсвэл түүнд шингэн нэмэхэд доторх даралт нэмэгдэж, даралтыг тэнцвэржүүлэх хүртэл шингэн нь өөр саванд шилжинэ.
Хэрэв нэг нягтралтай шингэнийг харилцах савны аль нэгэнд цутгаж, хоёр дахь нь өөр нягтралтай шингэнийг асгавал тэнцвэрт байдалд эдгээр шингэний түвшин ижил биш байх болно. Мөн энэ нь ойлгомжтой. Савны ёроолд байгаа шингэний даралт нь баганын өндөр ба шингэний нягттай шууд пропорциональ гэдгийг бид мэднэ. Мөн энэ тохиолдолд шингэний нягтрал өөр байх болно.
Хэрэв даралт нь тэнцүү бол өндөр нягтралтай шингэний баганын өндөр нь бага нягттай шингэний баганын өндрөөс бага байх болно (Зураг).
Туршлага. Агаарын массыг хэрхэн тодорхойлох вэ.
Агаарын жин. Агаар мандлын даралт.
Агаар мандлын даралт байгаа эсэх.
Агаар мандлын даралт нь хөлөг онгоцны ховордсон агаарын даралтаас их байна.
Дэлхий дээрх аливаа биетийн нэгэн адил агаар нь таталцлын нөлөөнд автдаг тул агаар нь жинтэй байдаг. Хэрэв та түүний массыг мэддэг бол агаарын жинг тооцоолоход хялбар байдаг.
Бид агаарын массыг хэрхэн тооцоолохыг туршилтаар харуулах болно. Үүнийг хийхийн тулд та таглаатай удаан эдэлгээтэй шилэн бөмбөг, хавчаартай резинэн хоолой авах хэрэгтэй. Үүнээс агаарыг шахаж, хоолойг хавчаараар хавчуулж, жин дээр тэнцвэржүүлье. Дараа нь резинэн хоолой дээрх хавчаарыг онгойлгож, дотор нь агаар оруулна. Энэ нь жингийн тэнцвэрийг алдагдуулна. Үүнийг сэргээхийн тулд жингийн нөгөө хайруулын тавган дээр жин тавих шаардлагатай бөгөөд жин нь бөмбөгний эзэлхүүн дэх агаарын масстай тэнцүү байх болно.
Туршилтаар 0 ° C температур, хэвийн атмосферийн даралттай үед 1 м 3 эзэлхүүнтэй агаарын масс 1.29 кг-тай тэнцүү болохыг тогтоожээ. Энэ агаарын жинг тооцоолоход хялбар байдаг:
P = g m, P = 9.8 Н/кг 1.29 кг ≈ 13 Н.
Дэлхийг тойрсон агаарын бүрхүүлийг нэрлэдэг уур амьсгал (Грек хэлнээс атмос- уур, агаар, ба бөмбөрцөг- бөмбөг).
Агаар мандал нь дэлхийн хиймэл дагуулын нислэгийн ажиглалтаас харахад хэдэн мянган километрийн өндөрт хүрдэг.
Таталцлын хүчний нөлөөгөөр агаар мандлын дээд давхарга нь далайн ус шиг доод давхаргыг шахдаг. Дэлхийтэй шууд зэргэлдээх агаарын давхарга хамгийн их шахагдаж, Паскалийн хуулийн дагуу түүнд үзүүлэх даралтыг бүх чиглэлд дамжуулдаг.
Үүний үр дүнд дэлхийн гадаргуу болон түүн дээр байрлах биетүүд агаарын бүх зузаанаас дарамт шахалтанд өртдөг, эсвэл ийм тохиолдолд ихэвчлэн ярьдаг. атмосферийн даралт .
Агаар мандлын даралт байгаа нь бидний амьдралд тохиолддог олон үзэгдлийг тайлбарлаж чадна. Тэдгээрийн заримыг нь харцгаая.
Зураг дээр шилэн хоолойг харуулсан бөгөөд дотор нь хоолойн хананд наалдсан поршений байна. Хоолойн төгсгөлийг ус руу буулгана. Хэрэв та бүлүүрийг өргөх юм бол түүний араас ус нэмэгдэнэ.
Энэ үзэгдлийг усны шахуурга болон бусад зарим төхөөрөмжид ашигладаг.
Зураг нь цилиндр хэлбэртэй савыг харуулж байна. Энэ нь цорго бүхий хоолойг оруулдаг таглаатай хаалттай байна. Агаарыг насосоор савнаас гаргаж авдаг. Дараа нь хоолойн төгсгөлийг усанд хийнэ. Хэрэв та одоо цоргыг нээвэл усан оргилуур шиг ус савны дотор талд цацагдана. Агаар мандлын даралт нь савны ховордсон агаарын даралтаас их байдаг тул ус нь хөлөг онгоцонд ордог.
Дэлхийн агаарын бүрхүүл яагаад байдаг вэ?
Бүх биетүүдийн нэгэн адил дэлхийн агаарын бүрхүүлийг бүрдүүлдэг хийн молекулууд дэлхий рүү татагддаг.
Гэхдээ яагаад тэд бүгд дэлхийн гадаргуу дээр унадаггүй вэ? Дэлхийн агаарын бүрхүүл, түүний агаар мандал хэрхэн хадгалагддаг вэ? Үүнийг ойлгохын тулд хийн молекулууд тасралтгүй, санамсаргүй хөдөлгөөнд байдаг гэдгийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Гэхдээ дараа нь өөр нэг асуулт гарч ирнэ: яагаад эдгээр молекулууд сансар огторгуйд, өөрөөр хэлбэл сансарт нисдэггүй юм бэ?
Дэлхийг бүрэн орхихын тулд сансрын хөлөг, пуужин шиг молекул маш өндөр хурдтай байх ёстой (хамгийн багадаа 11.2 км/с). Энэ нь гэж нэрлэгддэг зүйл юм хоёр дахь зугтах хурд. Дэлхийн агаарын бүрхүүл дэх ихэнх молекулуудын хурд нь энэ зугтах хурдаас хамаагүй бага байдаг. Тиймээс тэдний ихэнх нь дэлхийтэй таталцлын хүчээр холбогддог, зөвхөн өчүүхэн тооны молекулууд дэлхийгээс цааш сансарт нисдэг.
Молекулуудын санамсаргүй хөдөлгөөн ба таталцлын нөлөөллийн үр дүнд хийн молекулууд дэлхийн ойролцоо сансар огторгуйд "тэнгэрч", агаарын бүрхүүл буюу бидний мэддэг агаар мандал үүсгэдэг.
Хэмжилтээс харахад агаарын нягтрал өндрөөр хурдацтай буурч байгааг харуулж байна. Тэгэхээр дэлхийгээс 5.5 км өндөрт агаарын нягт нь дэлхийн гадарга дээрх нягтаасаа 2 дахин бага, 11 км-ийн өндөрт 4 дахин бага гэх мэт. Өндөр байх тусмаа ховор байдаг. агаар. Эцэст нь, хамгийн дээд давхаргад (дэлхий дээрээс хэдэн зуун, мянган километрийн өндөрт) агаар мандал аажмаар агааргүй орон зай болж хувирдаг. Дэлхийн агаарын бүрхүүлд тодорхой хил хязгаар байдаггүй.
Хатуухан хэлэхэд таталцлын үйл ажиллагааны улмаас ямар ч хаалттай савны хийн нягт нь савны бүх эзэлхүүний хувьд ижил байдаггүй. Савны ёроолд хийн нягт нь дээд хэсгүүдээс их байдаг тул савны даралт ижил биш байна. Энэ нь савны ёроолд дээд хэсгээсээ том хэмжээтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч саванд агуулагдах хийн хувьд нягт ба даралтын энэ ялгаа нь маш бага тул ихэнх тохиолдолд үүнийг бүрэн үл тоомсорлож, зүгээр л мэддэг. Гэвч хэдэн мянган километрээс илүү урттай агаар мандлын хувьд энэ ялгаа нь чухал юм.
Агаар мандлын даралтыг хэмжих. Торричеллигийн туршлага.
Шингэн баганын даралтыг тооцоолох томъёог ашиглан атмосферийн даралтыг тооцоолох боломжгүй (§ 38). Ийм тооцоо хийхийн тулд та агаар мандлын өндөр, агаарын нягтыг мэдэх хэрэгтэй. Гэвч агаар мандал нь тодорхой хил хязгааргүй, өөр өөр өндөрт агаарын нягт өөр өөр байдаг. Гэсэн хэдий ч 17-р зуунд Италийн эрдэмтний санал болгосон туршилтыг ашиглан атмосферийн даралтыг хэмжиж болно. Евангелиста Торричелли , Галилеогийн оюутан.
Торричеллигийн туршилт нь дараахь зүйлээс бүрдэнэ: 1 м орчим урттай, нэг төгсгөлд нь битүүмжилсэн шилэн хоолой нь мөнгөн усаар дүүрсэн байна. Дараа нь хоолойн хоёр дахь үзүүрийг сайтар хааж, эргүүлж, аяга мөнгөн ус руу буулгаж, хоолойн төгсгөлийг мөнгөн усны түвшинд нээнэ. Шингэнтэй хийсэн аливаа туршилтын нэгэн адил мөнгөн усны нэг хэсэг нь аяганд цутгаж, нэг хэсэг нь хоолойд үлддэг. Хоолойд үлдсэн мөнгөн усны баганын өндөр нь ойролцоогоор 760 мм байна. Хоолойн дотор мөнгөн усны дээгүүр агаар байхгүй, агааргүй орон зай байдаг тул энэ хоолойн доторх мөнгөн усны баганад дээрээс ямар ч хий даралт үзүүлэхгүй бөгөөд хэмжилтэд нөлөөлөхгүй.
Дээр дурдсан туршилтыг санал болгосон Торричелли мөн тайлбараа өгсөн. Агаар мандал нь аяганд байгаа мөнгөн усны гадаргуу дээр дардаг. Мөнгөн ус тэнцвэрт байдалд байна. Энэ нь хоолой дахь даралт нь түвшинд байна гэсэн үг юм аа 1 (зураг харна уу) нь атмосферийн даралттай тэнцүү байна. Агаар мандлын даралт өөрчлөгдөхөд хоолой дахь мөнгөн усны баганын өндөр мөн өөрчлөгддөг. Даралт ихсэх тусам багана уртасна. Даралт буурах тусам мөнгөн усны багана нь өндрийг нь бууруулдаг.
Хоолойн дээд хэсэгт мөнгөн уснаас дээш агаар байхгүй тул aa1 түвшний хоолой дахь даралт нь хоолой дахь мөнгөн усны баганын жингээс үүсдэг. Үүнийг дагадаг атмосферийн даралт нь хоолой дахь мөнгөн усны баганын даралттай тэнцүү байна , өөрөөр хэлбэл
хатм = хмөнгөн ус
Агаар мандлын даралт ихсэх тусам Торричеллигийн туршилтанд мөнгөн усны багана өндөр байна. Тиймээс практикт атмосферийн даралтыг мөнгөн усны баганын өндрөөр (миллиметр эсвэл сантиметрээр) хэмжиж болно. Жишээлбэл, атмосферийн даралт 780 мм м.у.б. Урлаг. (тэд "мөнгөн усны миллиметр" гэж хэлдэг), энэ нь агаар нь 780 мм өндөр мөнгөн усны босоо баганатай ижил даралт үүсгэдэг гэсэн үг юм.
Тиймээс энэ тохиолдолд атмосферийн даралтыг хэмжих нэгж нь мөнгөн усны 1 миллиметр (1 ммМУБ) байна. Энэ нэгж ба бидний мэддэг нэгжийн хоорондын хамаарлыг олцгооё - паскаль(Па).
1 мм өндөртэй мөнгөн усны баганын ρ даралт нь дараахтай тэнцүү байна.
х = g·ρ·h, х= 9,8 Н/кг · 13,600 кг/м 3 · 0,001 м ≈ 133,3 Па.
Тиймээс 1 ммМУБ. Урлаг. = 133.3 Па.
Одоогийн байдлаар атмосферийн даралтыг ихэвчлэн гектопаскаль (1 гПа = 100 Па) хэмждэг. Жишээлбэл, цаг агаарын мэдээгээр даралт 1013 гПа буюу 760 ммМУБ-тай ижил байна гэж зарлаж болно. Урлаг.
Хоолойн мөнгөн усны баганын өндрийг өдөр бүр ажиглаж байхдаа Торричелли энэ өндөр өөрчлөгддөг, өөрөөр хэлбэл атмосферийн даралт тогтмол биш, нэмэгдэж, буурч болохыг олж мэдэв. Торричелли мөн атмосферийн даралт нь цаг агаарын өөрчлөлттэй холбоотой гэж тэмдэглэжээ.
Хэрэв та Торричеллигийн туршилтанд ашигласан мөнгөн усны хоолойд босоо масштабыг залгавал хамгийн энгийн төхөөрөмжийг авах болно. мөнгөн усны барометр (Грек хэлнээс барос- хүнд байдал, метро- Би хэмждэг). Энэ нь атмосферийн даралтыг хэмжихэд ашиглагддаг.
Барометр - анероид.
Практикт металл барометр гэж нэрлэгддэг металл барометрийг атмосферийн даралтыг хэмжихэд ашигладаг. анероид (Грек хэлнээс орчуулсан - анероид). Мөнгөн ус агуулаагүй тул барометрийг ингэж нэрлэдэг.
Анероидын дүр төрхийг зурагт үзүүлэв. Үүний гол хэсэг нь долгионтой (атираат) гадаргуутай металл хайрцаг 1 (бусад зургийг үз). Энэ хайрцгаас агаарыг шахаж гаргах ба атмосферийн даралтыг хайрцгийг бутлахаас сэргийлэхийн тулд түүний тагийг 2 пүршээр дээш татдаг. Агаар мандлын даралт ихсэх тусам таг нь нугалж, хавар чангарна. Даралт буурах тусам хавар нь тагийг нь шулуун болгодог. Дамжуулах механизм 3-ыг ашиглан индикаторын сум 4 нь хавар дээр бэхлэгдсэн бөгөөд даралт өөрчлөгдөх үед баруун эсвэл зүүн тийш хөдөлдөг. Сумны доор хуваалтууд нь мөнгөн усны барометрийн заалтын дагуу тэмдэглэгдсэн байдаг. Ийнхүү анероид зүү зогсож буй 750 тоо (зураг харна уу) нь мөнгөн усны барометр дээр мөнгөн усны баганын өндөр нь 750 мм байгааг харуулж байна.
Тиймээс атмосферийн даралт 750 ммМУБ байна. Урлаг. эсвэл ≈ 1000 гПа.
Агаар мандлын даралтын өөрчлөлт нь цаг агаарын өөрчлөлттэй холбоотой тул ойрын өдрүүдийн цаг агаарыг урьдчилан таамаглахад атмосферийн даралтын утга маш чухал юм. Барометр нь цаг уурын ажиглалт хийхэд зайлшгүй шаардлагатай хэрэгсэл юм.
Өөр өөр өндөрт атмосферийн даралт.
Шингэн дэх даралт нь бидний мэдэж байгаагаар шингэний нягт ба түүний баганын өндрөөс хамаардаг. Шахах чадвар багатай тул янз бүрийн гүн дэх шингэний нягт бараг ижил байна. Тиймээс даралтыг тооцоолохдоо бид түүний нягтын тогтмолыг авч үзэж, зөвхөн өндрийн өөрчлөлтийг харгалзан үздэг.
Хийн нөхцөл байдал илүү төвөгтэй байдаг. Хий нь маш шахагддаг. Мөн хий шахагдах тусам түүний нягтрал ихсэж, даралт ихсэх болно. Эцсийн эцэст хийн даралт нь түүний молекулуудын биеийн гадаргуу дээр үзүүлэх нөлөөллөөр үүсдэг.
Дэлхийн гадаргуу дээрх агаарын давхаргууд нь тэдгээрийн дээр байрлах агаарын бүх давхаргад шахагддаг. Гэхдээ гадаргуугаас агаарын давхарга өндөр байх тусам сул шахагдаж, нягт нь бага байдаг. Тиймээс энэ нь бага даралт үүсгэдэг. Жишээлбэл, бөмбөлөг дэлхийн гадаргуугаас дээш өргөгдвөл бөмбөлөг дээрх агаарын даралт багасна. Энэ нь агаарын баганын өндөр багассанаас гадна агаарын нягт багассантай холбоотой юм. Энэ нь дээд талд нь доод хэсгээс бага байдаг. Тиймээс агаарын даралтын өндрөөс хамаарах хамаарал нь шингэнийхээс илүү төвөгтэй байдаг.
Ажиглалтаас харахад далайн түвшний бүс нутагт атмосферийн даралт дунджаар 760 мм м.у.б байна. Урлаг.
0 ° C температурт 760 мм өндөр мөнгөн усны баганын даралттай тэнцэх атмосферийн даралтыг хэвийн атмосферийн даралт гэнэ..
Агаар мандлын хэвийн даралт 101,300 Па = 1013 гПа тэнцүү байна.
Далайн түвшнээс дээш өндөр байх тусам даралт багасна.
Жижиг авиралтаар дунджаар 12 м-ийн өсөлт тутамд даралт 1 ммМУБ-аар буурдаг. Урлаг. (эсвэл 1.33 гПа).
Даралт нь өндрөөс хамаарахыг мэдэхийн тулд барометрийн уншилтын өөрчлөлтөөр далайн түвшнээс дээш өндрийг тодорхойлж болно. Далайн түвшнээс дээш өндрийг шууд хэмжиж болох масштабтай анероидуудыг нэрлэдэг өндөр хэмжигч . Тэдгээрийг нисэх, ууланд авирахад ашигладаг.
Даралт хэмжигч.
Барометрийг атмосферийн даралтыг хэмжихэд ашигладаг гэдгийг бид аль хэдийн мэддэг болсон. Агаар мандлын даралтаас их буюу бага даралтыг хэмжихийн тулд үүнийг ашигладаг даралт хэмжигч (Грек хэлнээс манос- ховор, сул, метро- Би хэмждэг). Даралт хэмжигч байдаг шингэнТэгээд металл.
|
|
Эхлээд төхөөрөмж болон үйлдлийг авч үзье нээлттэй шингэн даралт хэмжигч. Энэ нь хоёр хөлтэй шилэн хоолойноос бүрддэг бөгөөд дотор нь бага зэрэг шингэн цутгадаг. Зөвхөн атмосферийн даралт нь хөлөг онгоцны тохойн гадаргуу дээр ажилладаг тул шингэнийг хоёр тохойнд ижил түвшинд суулгадаг.
Ийм даралт хэмжигч хэрхэн ажилладагийг ойлгохын тулд резинэн хоолойгоор дугуй хавтгай хайрцагтай холбож, нэг тал нь резинэн хальсаар хучигдсан байдаг. Хэрэв та хуруугаараа хальсан дээр дарвал хайрцагт холбогдсон даралт хэмжигч тохойн дахь шингэний түвшин буурч, нөгөө тохойнд ихсэх болно. Үүнийг юу тайлбарлаж байна вэ?
Кино дээр дарахад хайрцаг дахь агаарын даралт нэмэгддэг. Паскалийн хуулийн дагуу даралтын энэ өсөлт нь хайрцагт холбогдсон даралт хэмжигч тохойн шингэнд мөн дамждаг. Тиймээс энэ тохойн шингэн дэх даралт нь шингэн дээр зөвхөн атмосферийн даралт үйлчилдэг нөгөөхөөсөө илүү их байх болно. Энэ илүүдэл даралтын хүчээр шингэн хөдөлж эхэлнэ. Шахсан агаартай тохойнд шингэн нь буурч, нөгөө нь дээшлэх болно. Шахсан агаарын илүүдэл даралтыг даралт хэмжигчний нөгөө хөл дэх шингэний илүүдэл баганаас үүсгэсэн даралтаар тэнцвэржүүлсэн үед шингэн тэнцвэрт байдалд (зогсоох) ирнэ.
Кино дээр илүү хүчтэй дарах тусам илүүдэл шингэний багана өндөр байх тусам түүний даралт ихсэх болно. Тиймээс, даралтын өөрчлөлтийг энэ илүүдэл баганын өндрөөр шүүж болно.
Ийм даралт хэмжигч нь шингэний доторх даралтыг хэрхэн хэмжиж болохыг зураг харуулж байна. Хоолойг шингэнд гүн оруулах тусам даралт хэмжигчний тохойн дахь шингэний баганын өндрийн ялгаа их болно., тиймээс, ба шингэнээс илүү их даралт үүсдэг.
Хэрэв та төхөөрөмжийн хайрцгийг шингэний дотор тодорхой гүнд суулгаж, хальстай нь дээш, хажуу тийш, доошоо эргүүлбэл даралт хэмжигчний заалт өөрчлөгдөхгүй. Ийм л байх ёстой, учир нь шингэн дотор ижил түвшинд даралт бүх чиглэлд тэнцүү байна.
Зураг харуулж байна металл даралт хэмжигч . Ийм даралт хэмжигч гол хэсэг нь хоолойд нугалж буй металл хоолой юм 1 , нэг төгсгөл нь хаалттай байна. Цорго ашиглан хоолойн нөгөө төгсгөл 4 даралтыг хэмждэг хөлөг онгоцтой холбогддог. Даралт ихсэх тусам хоолой нь нугардаг. Хөшүүргийг ашиглан хаалттай төгсгөлийн хөдөлгөөн 5 болон шүдэлбэр 3 сум руу дамжуулсан 2 , багажны жингийн ойролцоо хөдөлж байна. Даралт буурах үед хоолой нь уян хатан чанараасаа болж өмнөх байрлал руугаа буцаж, сум нь хуваарийн тэг хуваагдал руу буцдаг.
Поршений шингэний насос.
Бидний өмнө нь хэлэлцсэн туршилтаар (§ 40) шилэн хоолой дахь ус атмосферийн даралтын нөлөөн дор поршений араас дээшээ дээш өргөгдсөн болохыг тогтоожээ. Үүний үндсэн дээр үйл ажиллагаа явагдана. бүлүүршахуургууд
Шахуургыг зураг дээр схемийн дагуу үзүүлэв. Энэ нь цилиндрээс бүрдэх бөгөөд дотор нь бүлүүр дээш доош хөдөлж, савны хананд наалддаг. 1 . Хавхлагыг цилиндрийн ёроолд болон поршений өөрөө суурилуулсан 2 , зөвхөн дээшээ нээгдэнэ. Поршен дээшээ хөдлөхөд атмосферийн даралтын нөлөөн дор ус хоолой руу орж, доод хавхлагыг өргөж, поршений ард хөдөлдөг.
Поршений доошоо хөдөлж байх үед поршений доорх ус нь доод хавхлага дээр дарж, хаагддаг. Үүний зэрэгцээ усны даралтын дор поршений доторх хавхлага нээгдэж, ус нь поршений дээрх орон зайд урсдаг. Дараагийн удаа поршений дээш хөдөлж байх үед түүний дээрх ус мөн дээшилж, гаралтын хоолой руу цутгадаг. Үүний зэрэгцээ поршений ард усны шинэ хэсэг гарч ирдэг бөгөөд энэ нь поршений дараа доошилсны дараа түүний дээр гарч ирэх бөгөөд насос ажиллаж байх үед энэ бүх процедурыг дахин дахин давтана.
Гидравлик даралт.
Паскалийн хууль нь үйлдлийг тайлбарладаг гидравлик машин (Грек хэлнээс гидравлик- ус). Эдгээр нь хөдөлгөөн ба шингэний тэнцвэрт байдлын хуулиудад суурилдаг машинууд юм.
Гидравлик машины гол хэсэг нь поршений болон холбох хоолойгоор тоноглогдсон өөр өөр диаметртэй хоёр цилиндр юм. Поршений доорхи зай, хоолой нь шингэнээр дүүрдэг (ихэвчлэн эрдэс тос). Поршен дээр ямар ч хүч үйлчлэхгүй бол хоёр цилиндрийн шингэний баганын өндөр ижил байна.
Одоо хүчнүүд гэж үзье Ф 1 ба Ф 2 - поршенд үйлчлэх хүч, С 1 ба С 2 - поршений талбайнууд. Эхний (жижиг) поршений доорх даралт нь тэнцүү байна х 1 = Ф 1 / С 1, хоёрдугаарт (том) х 2 = Ф 2 / С 2. Паскалийн хуулийн дагуу даралтыг тайван байдалд байгаа шингэнээр бүх чиглэлд жигд дамжуулдаг, өөрөөр хэлбэл. х 1 = х 2 эсвэл Ф 1 / С 1 = Ф 2 / С 2, дараахаас:
Ф 2 / Ф 1 = С 2 / С 1 .
Тиймээс хүч чадал Ф 2 хэд дахин илүү хүч чадал Ф 1 , Том поршений талбай нь жижиг поршений талбайгаас хэд дахин их вэ?. Жишээлбэл, том поршений талбай 500 см2, жижиг нь 5 см2, жижиг поршенд 100 Н хүч үйлчилдэг бол 100 дахин их хүч, өөрөөр хэлбэл 10,000 Н байна. том поршен дээр ажиллах.
Тиймээс гидравлик машины тусламжтайгаар илүү том хүчийг бага хүчээр тэнцвэржүүлэх боломжтой.
Хандлага Ф 1 / Ф 2 нь хүч чадлын өсөлтийг харуулж байна. Жишээлбэл, өгөгдсөн жишээнд хүч чадлын өсөлт нь 10,000 N / 100 N = 100 байна.
Гидравлик машиныг шахах (шахах) гэж нэрлэдэг гидравлик пресс .
Гидравлик прессийг илүү их хүч шаардагдах газарт ашигладаг. Жишээлбэл, газрын тосны тээрэмд үрнээс тос шахах, фанер, картон, өвс дарахад зориулагдсан. Металлургийн үйлдвэрүүдэд гидравлик прессийг ган машины босоо ам, төмөр замын дугуй болон бусад олон бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Орчин үеийн гидравлик машинууд нь хэдэн арван, хэдэн зуун сая Ньютоны хүчийг хөгжүүлэх боломжтой.
Гидравлик прессийн бүтцийг схемээр зурагт үзүүлэв. Дарагдсан бие 1 (A) нь том поршений 2 (B) -тай холбогдсон тавцан дээр байрладаг. Жижиг поршений 3 (D) тусламжтайгаар шингэн дээр өндөр даралт үүсдэг. Энэ даралт нь цилиндрийг дүүргэх шингэний цэг бүрт дамждаг. Тиймээс хоёр дахь том поршенд ижил даралт үйлчилдэг. Гэхдээ 2-р (том) поршений талбай нь жижиг поршений талбайгаас их байдаг тул түүнд үйлчлэх хүч нь поршений 3 (D) дээр ажиллах хүчнээс их байх болно. Энэ хүчний нөлөөн дор поршений 2 (B) дээшлэх болно. Поршений 2 (B) дээш өргөхөд их бие (A) хөдөлгөөнгүй дээд тавцан дээр тулгуурлаж, шахагдана. Даралт хэмжигч 4 (M) шингэний даралтыг хэмждэг. Шингэний даралт зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс хэтэрсэн үед хамгаалалтын хавхлага 5 (P) автоматаар нээгдэнэ.
Жижиг цилиндрээс том цилиндр хүртэл шингэнийг жижиг поршений 3 (D) давтан хөдөлгөөнөөр шахдаг. Үүнийг дараах байдлаар хийнэ. Жижиг бүлүүр (D) дээшлэх үед хавхлага 6 (K) нээгдэж, шингэн нь поршений доорх зай руу сорогдоно. Шингэний даралтын нөлөөн дор жижиг бүлүүрийг буулгах үед хавхлага 6 (K) хаагдаж, хавхлага 7 (K") нээгдэж, шингэн нь том сав руу урсдаг.
Ус, хий нь усанд дүрэгдсэн биед үзүүлэх нөлөө.
Усан доор бид агаарт өргөхөд хэцүү чулууг амархан өргөж чадна. Усан доор үйсэн бөглөө тавиад гарнаас нь суллавал дээшээ хөвнө. Эдгээр үзэгдлийг хэрхэн тайлбарлаж болох вэ?
Шингэн нь савны ёроол, хананд дардаг гэдгийг бид мэднэ (§ 38). Хэрэв шингэн дотор зарим нэг хатуу биет байрлуулсан бол энэ нь савны хана шиг даралтанд өртөх болно.
Шингэн дотор живсэн биед үйлчлэх хүчийг авч үзье. Шалтгаан гаргахад хялбар болгохын тулд шингэний гадаргуутай параллель суурьтай параллелепипед хэлбэртэй биеийг сонгоцгооё (Зураг). Биеийн хажуугийн нүүрэнд үйлчлэх хүч нь хосоороо тэнцүү бөгөөд бие биенээ тэнцвэржүүлдэг. Эдгээр хүчний нөлөөн дор бие нь агшиж байдаг. Гэхдээ биеийн дээд ба доод ирмэг дээр үйлчлэх хүч нь ижил биш юм. Дээд талын ирмэгийг дээрээс нь хүчээр дардаг Ф 1 багана шингэн өндөр h 1. Доод ирмэгийн түвшинд даралт нь өндөртэй шингэний багана үүсгэдэг h 2. Энэ даралт нь бидний мэдэж байгаагаар (§ 37) шингэн дотор бүх чиглэлд дамждаг. Үүний үр дүнд биеийн доод нүүрэн дээр доороос дээш хүчээр Ф 2 нь шингэний өндөр баганыг дардаг h 2. Гэхдээ h 2 дахин h 1, тиймээс хүчний модуль ФӨөр 2 тэжээлийн модуль Ф 1. Тиймээс биеийг шингэнээс хүчээр шахаж гаргадаг Ф Vt, хүчний зөрүүтэй тэнцүү Ф 2 - Ф 1, өөрөөр хэлбэл.
|
|
Харин S·h = V, V нь параллелепипедийн эзэлхүүн, ρ f ·V = m f нь параллелепипедийн эзэлхүүн дэх шингэний масс юм. Тиймээс, F гарч = g m w = P w, өөрөөр хэлбэл хөвөх хүч нь түүнд живсэн биеийн эзэлхүүн дэх шингэний жинтэй тэнцүү байна(хөвөх хүч нь түүнд дүрсэн биеийн эзэлхүүнтэй ижил эзэлхүүнтэй шингэний жинтэй тэнцүү). Шингэнээс биеийг түлхэж буй хүч байгаа нь туршилтаар илрүүлэхэд хялбар байдаг. Зураг дээр АТөгсгөлд нь сумтай заагчтай пүршнээс дүүжлэгдсэн биеийг харуулав. Сум нь tripod дээрх хаврын хурцадмал байдлыг тэмдэглэнэ. Биеийг усанд оруулахад булаг агшиж эхэлдэг (Зураг 1). б). Хэрэв та биен дээр доороос дээш ямар нэгэн хүчээр үйлчилбэл пүршний ижил агшилтыг олж авах болно, жишээлбэл, гараараа дарах (өргөх). Тиймээс туршлага үүнийг баталж байна шингэн доторх биеийг шингэнээс түлхэж гаргах хүч үйлчилдэг. Бидний мэдэж байгаагаар Паскалийн хууль нь хийд ч хамаатай. Тийм ч учраас хий доторх биетүүдийг хийнээс шахах хүч үйлчилдэг. Энэ хүчний нөлөөн дор бөмбөлөгүүд дээшээ дээшээ дээшилдэг. Биеийг хийнээс шахаж гаргах хүч байгааг туршилтаар бас ажиглаж болно. Бид богиносгосон хайруулын тавган дээрээс таглаатай хаалттай шилэн бөмбөг эсвэл том колбыг өлгөдөг. Жин нь тэнцвэртэй байна. Дараа нь колбоны (эсвэл бөмбөг) доор өргөн савыг байрлуулж, колбыг бүхэлд нь хүрээлүүлнэ. Сав нь нүүрстөрөгчийн давхар ислээр дүүрсэн бөгөөд түүний нягт нь агаарын нягтралаас их байдаг (иймээс нүүрстөрөгчийн давхар исэл доошоо живж, савыг дүүргэж, агаарыг зайлуулдаг). Энэ тохиолдолд жингийн тэнцвэр алдагддаг. Түдгэлзүүлсэн колбо бүхий аяга дээшээ дээш өргөгдөнө (Зураг). Нүүрстөрөгчийн давхар исэлд дүрсэн колбонд агаарт үйлчлэх хүчнээс илүү хөвөх хүчийг мэдэрдэг. Биеийг шингэн эсвэл хийнээс түлхэж буй хүч нь энэ биед үйлчлэх таталцлын хүчний эсрэг чиглэгддэг.. Тиймээс prolkosmos). Чухам ийм учраас бид заримдаа агаарт барихад хэцүү байдаг биеийг усанд амархан өргөдөг. Жижиг хувин ба цилиндр хэлбэртэй биеийг булагнаас түдгэлзүүлсэн (зураг a). Tripod дээрх сум нь булгийн суналтыг тэмдэглэдэг. Энэ нь агаар дахь биеийн жинг харуулдаг. Их биеийг өргөсний дараа цутгах хоолойн түвшинд шингэнээр дүүргэсэн цутгах савыг доор байрлуулна. Үүний дараа бие нь шингэнд бүрэн дүрнэ (Зураг, b). Үүний зэрэгцээ эзэлхүүн нь биеийн эзэлхүүнтэй тэнцэх шингэний нэг хэсгийг цутганацутгах савнаас шил рүү . Пүрш агшиж, хаврын заагч дээшлэх нь шингэн дэх биеийн жин буурч байгааг илтгэнэ. Энэ тохиолдолд таталцлаас гадна өөр нэг хүч биед нөлөөлж, шингэнээс түлхэж гаргадаг. Хэрэв шилний шингэнийг дээд хувин руу (жишээ нь, биед шилжүүлсэн шингэн) асгавал хаврын заагч анхны байрлалдаа буцаж ирнэ (Зураг, в).
Энэ туршлага дээр үндэслэн ингэж дүгнэж болно шингэнд бүрэн дүрэгдсэн биеийг шахаж гаргах хүч нь энэ биеийн эзэлхүүн дэх шингэний жинтэй тэнцүү байна . Бид ижил дүгнэлтийг § 48-д хүлээн авсан. Хэрэв үүнтэй төстэй туршилтыг ямар нэгэн хийд дүрсэн биетэй хийсэн бол үүнийг харуулах болно биеийг хийнээс шахаж гаргах хүч нь мөн биеийн эзэлхүүнд авсан хийн жинтэй тэнцүү байна . Биеийг шингэн эсвэл хийнээс шахаж гаргах хүчийг нэрлэдэг Архимедийн хүч, эрдэмтний хүндэтгэлд Архимед , анх түүний оршин байгааг онцлон тэмдэглэж, үнэ цэнийг нь тооцсон. Тиймээс, туршлагаар Архимед (эсвэл хөвөх) хүч нь биеийн эзэлхүүн дэх шингэний жинтэй тэнцүү болохыг баталсан. Ф A = П f = г мболон. Биеийн нүүлгэн шилжүүлсэн шингэний mf массыг түүний нягтрал ρf ба шингэнд дүрсэн биеийн Vt эзэлхүүнээр илэрхийлж болно (Учир нь Vf - биеэс нүүлгэн шилжүүлсэн шингэний хэмжээ Vt-тэй тэнцүү - дүрсэн биеийн эзэлхүүн). шингэнд), өөрөөр хэлбэл m f = ρ f ·V t Дараа нь бид дараахь зүйлийг авна. Ф A= g·ρболон · ВТ Үүний үр дүнд Архимедийн хүч нь биеийг дүрж буй шингэний нягт ба энэ биеийн эзэлхүүнээс хамаарна. Гэхдээ энэ нь жишээлбэл, шингэнд дүрсэн биеийн бодисын нягтралаас хамаардаггүй, учир нь энэ хэмжээ нь үүссэн томъёонд ороогүй болно. Одоо шингэнд (эсвэл хий) дүрсэн биеийн жинг тодорхойлъё. Энэ тохиолдолд биед үйлчилж буй хоёр хүч нь эсрэг чиглэлд (таталцлын хүч доош, Архимедийн хүч дээш) чиглэсэн байдаг тул P 1 шингэн дэх биеийн жин нь түүний жингээс бага байх болно. вакуум дахь бие P = g мАрхимедийн хүч дээр Ф A = г м w (хаана м g - биед шилжсэн шингэн эсвэл хийн масс). Тиймээс, хэрэв бие нь шингэн юмуу хийд дүрэгдсэн бол нүүлгэн шилжүүлсэн шингэн эсвэл хийтэй тэнцэх хэмжээний жин хасна.. Жишээ. Далайн усанд 1.6 м 3 эзэлхүүнтэй чулуунд үйлчлэх хөвөх хүчийг тодорхойл. Асуудлын нөхцөлийг бичээд шийдье. Хөвөгч бие нь шингэний гадаргуу дээр хүрэх үед түүний цаашдын хөдөлгөөнөөр Архимедийн хүч буурна. Яагаад? Гэвч шингэнд дүрсэн биеийн хэсгийн эзэлхүүн багасч, Архимедийн хүч нь шингэний жинтэй тэнцэх тул шингэнд дүрсэн биеийн хэсгийн эзэлхүүнтэй тэнцүү байна. Архимедийн хүч нь таталцлын хүчтэй тэнцэх үед бие нь хэсэгчлэн дүрсэн шингэний гадаргуу дээр зогсож, хөвөх болно. Үүний үр дүнд гарсан дүгнэлтийг туршилтаар хялбархан шалгаж болно. Ус зайлуулах хоолой руу ус зайлуулах хоолой руу ус хийнэ. Үүний дараа бид хөвөгч биеийг өмнө нь агаарт жинлээд хөлөг онгоцонд дүрнэ. Усанд буусны дараа бие нь усанд дүрэгдсэн хэсгийн эзэлхүүнтэй тэнцэх хэмжээний усыг нүүлгэн шилжүүлдэг. Энэ усыг жинлэхэд бид түүний жин (Архимедийн хүч) нь хөвж буй биед үйлчлэх таталцлын хүч эсвэл энэ биеийн агаар дахь жинтэй тэнцүү болохыг олж мэдэв. Ус, спирт, давсны уусмал зэрэг янз бүрийн шингэнд хөвж буй бусад биетүүдтэй ижил туршилт хийсний дараа та үүнийг итгэлтэй байж болно. хэрэв бие нь шингэнд хөвж байвал түүгээр нүүлгэсэн шингэний жин нь энэ биеийн агаар дахь жинтэй тэнцүү байна.. Үүнийг батлахад амархан хэрэв хатуу биетийн нягт нь шингэний нягтаас их бол бие нь ийм шингэнд живдэг. Энэ шингэнд бага нягттай бие хөвдөг. Жишээлбэл, төмөр усанд живдэг ч мөнгөн усанд хөвдөг. Нягт нь шингэний нягттай тэнцүү бие нь шингэний дотор тэнцвэрт байдалд байна. Мөс нь усны нягтралаас бага байдаг тул усны гадаргуу дээр хөвдөг. Биеийн нягт нь шингэний нягттай харьцуулахад бага байх тусам биеийн хэсэг нь шингэнд живдэг. . Биеийн болон шингэний нягтралын хувьд бие нь шингэн дотор ямар ч гүнд хөвдөг. Ус, керосин гэх мэт хоорондоо холилдохгүй хоёр шингэн нь нягтралынхаа дагуу саванд байрладаг: савны доод хэсэгт - нягт ус (ρ = 1000 кг / м3), дээд талд - хөнгөн керосин (ρ = 800 кг) /м3) . Усны орчинд амьдардаг амьд организмын дундаж нягт нь усны нягтралаас бага зэрэг ялгаатай тул тэдний жин Архимедийн хүчээр бараг бүрэн тэнцвэрждэг. Үүний ачаар усны амьтдад хуурай газрынх шиг хүчтэй, том араг яс хэрэггүй. Үүнтэй ижил шалтгаанаар усны ургамлын их бие нь уян хатан байдаг. Загасны усанд сэлэх давсаг нь эзлэхүүнээ амархан өөрчилдөг. Загас булчингийн тусламжтайгаар илүү гүн рүү бууж, усны даралт ихсэх үед бөмбөлөг агшиж, загасны биеийн хэмжээ багасч, дээш өргөгддөггүй, харин гүнд хөвдөг. Тиймээс загас шумбах гүнийг тодорхой хязгаарт тохируулж чаддаг. Халимнууд уушгины багтаамжийг бууруулж, нэмэгдүүлэх замаар шумбах гүнийг зохицуулдаг. Усан онгоцны дарвуулт онгоц.Гол мөрөн, нуур, тэнгис, далайгаар аялах хөлөг онгоцууд нь янз бүрийн нягтралтай янз бүрийн материалаар хийгдсэн байдаг. Усан онгоцны их бие нь ихэвчлэн ган хавтангаар хийгдсэн байдаг. Усан онгоцонд хүч чадал өгдөг бүх дотоод бэхэлгээ нь металлаар хийгдсэн байдаг. Усан онгоц барихын тулд устай харьцуулахад өндөр ба бага нягтралтай янз бүрийн материалыг ашигладаг. Усан онгоцууд хэрхэн хөвж, онгоцонд сууж, том ачаа тээвэрлэдэг вэ? Хөвөгч биетэй хийсэн туршилт (§ 50) нь бие нь усан доорх хэсэгтэйгээ маш их хэмжээний усыг нүүлгэн шилжүүлдэг тул энэ усны жин нь агаар дахь биеийн жинтэй тэнцүү болохыг харуулсан. Энэ нь ямар ч хөлөг онгоцны хувьд үнэн юм. Хөлөг онгоцны усан доорх хэсгээс нүүлгэн шилжүүлсэн усны жин нь агаарт байгаа ачаатай хөлөг онгоцны жинтэй эсвэл ачаатай хөлөг онгоцонд үйлчлэх таталцлын хүчтэй тэнцүү байна.. Усан онгоцыг усанд оруулах гүнийг нэрлэдэг ноорог . Усан онгоцны их бие дээр зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээг улаан шугамаар тэмдэглэв усны шугам (Голланд хэлнээс. ус- ус). Ачаатай хөлөг онгоцонд үйлчлэх таталцлын хүчтэй тэнцэх усны шугамд живэх үед хөлөг онгоцоор нүүлгэн шилжүүлэх усны жинг хөлөг онгоцны шилжилт гэнэ.. Одоогийн байдлаар 5,000,000 кН (5 × 10 6 кН) ба түүнээс дээш нүүлгэн шилжүүлэлттэй, өөрөөр хэлбэл ачааны хамт 500,000 тонн (5 × 10 5 тн) ба түүнээс дээш жинтэй, газрын тос тээвэрлэх зориулалттай хөлөг онгоцууд баригдаж байна. Хэрэв бид хөлөг онгоцны жинг нүүлгэн шилжүүлэлтээс хасвал бид энэ хөлөг онгоцны даацыг авна. Ачаа даац нь хөлөг онгоцоор тээвэрлэсэн ачааны жинг харуулдаг. Усан онгоцны үйлдвэрлэл нь Эртний Египт, Финикия (Финикчүүд хамгийн шилдэг хөлөг онгоц үйлдвэрлэгчдийн нэг байсан гэж үздэг), Эртний Хятадад байсан. Орос улсад усан онгоцны үйлдвэрлэл 17-18-р зууны төгсгөлд үүссэн. Ихэнхдээ байлдааны хөлөг онгоц үйлдвэрлэдэг байсан ч Орост анхны мөс зүсэгч, дотоод шаталтат хөдөлгүүртэй хөлөг онгоцууд, цөмийн мөс зүсэгч Арктика зэргийг бүтээжээ. Аэронавтик.
1783 оны ах дүү Монтголфиерийн бөмбөлгийг дүрсэлсэн зураг: "Анхных байсан 'Бөмбөлөг хуурай газрын зураг ба яг хэмжээсүүд." 1786 Эрт дээр үеэс хүмүүс үүлэн дээгүүр нисэх боломжийг мөрөөдөж, далайд сэлж байхдаа агаарын далайд сэлж байхыг мөрөөддөг байв. Аэронавтикийн хувьд Эхлээд тэд халсан агаар, устөрөгч эсвэл гелиээр дүүргэсэн бөмбөлөг ашигладаг байв. Бөмбөлөг агаарт гарахын тулд Архимедийн хүч (хөвөх чадвар) байх шаардлагатай. ФБөмбөг дээр үзүүлэх нөлөө нь таталцлын хүчнээс илүү байв Фхүнд, өөрөөр хэлбэл Ф A > Фхүнд Бөмбөгийг дээш өргөхөд түүнд үйлчлэх Архимедийн хүч буурдаг ( Ф A = gρV), агаар мандлын дээд давхаргын нягт нь дэлхийн гадаргуугаас бага байдаг. Илүү өндөрт өргөхийн тулд бөмбөгөөс тусгай тогтворжуулагчийг (жин) унагаж, бөмбөгийг гэрэлтүүлдэг. Эцсийн эцэст бөмбөг хамгийн их өргөх өндөрт хүрдэг. Бөмбөгийг бүрхүүлээс нь гаргахын тулд хийн хэсгийг тусгай хавхлага ашиглан гаргадаг. Хэвтээ чиглэлд бөмбөлөг зөвхөн салхины нөлөөн дор хөдөлдөг тул үүнийг нэрлэдэг бөмбөлөг (Грек хэлнээс aer- агаар, стато- зогсож байна). Тун удалгүй асар том бөмбөлөгүүдийг агаар мандал, стратосферийн дээд давхаргыг судлахад ашигласан. стратосферийн бөмбөлөг . Зорчигч, ачааг агаараар тээвэрлэх том онгоцыг хэрхэн бүтээхийг сурахаас өмнө хяналттай агаарын бөмбөлөг ашигладаг байсан. агаарын хөлөг. Тэд сунасан хэлбэртэй, сэнсийг жолооддог хөдөлгүүртэй гондол нь биеийн доор байрладаг. Бөмбөлөг нь зөвхөн өөрөө босохоос гадна зарим ачааг өргөж чаддаг: бүхээг, хүмүүс, багаж хэрэгсэл. Тиймээс агаарын бөмбөлөг ямар ачааг өргөж чадахыг мэдэхийн тулд үүнийг тодорхойлох шаардлагатай өргөх. Жишээлбэл, гелиээр дүүргэсэн 40 м 3 хэмжээтэй бөмбөлөг агаарт хөөргөнө. Бөмбөгний бүрхүүлийг дүүргэх гелийн масс нь дараахь хэмжээтэй тэнцүү байна. Энэ бөмбөг нь 520 N - 71 N = 449 N жинтэй ачааг өргөж чадна гэсэн үг юм. Энэ нь түүний өргөх хүч юм. Ижил эзэлхүүнтэй, гэхдээ устөрөгчөөр дүүрсэн бөмбөлөг нь 479 Н ачааг өргөж чадна. Энэ нь түүний өргөх хүч нь гелиээр дүүргэсэн бөмбөлөгөөс их байна гэсэн үг юм. Гэхдээ гели нь шатдаггүй тул илүү аюулгүй байдаг тул илүү олон удаа ашиглагддаг. Устөрөгч нь шатамхай хий юм. Халуун агаараар дүүргэсэн бөмбөгийг өргөх, буулгах нь илүү хялбар байдаг. Үүнийг хийхийн тулд шарагч нь бөмбөгний доод хэсэгт байрлах нүхний доор байрладаг. Хийн шатаагч ашиглан бөмбөгний доторх агаарын температур, улмаар түүний нягтрал, хөвөх хүчийг тохируулж болно. Бөмбөгийг илүү өндөр болгохын тулд шатаагч дөлийг нэмэгдүүлэх замаар доторх агаарыг илүү хүчтэй халаахад хангалттай. Шатаагчны дөл буурах тусам бөмбөг дэх агаарын температур буурч, бөмбөг доошоо бууна. Бөмбөлөг болон бүхээгийн жин нь хөвөх хүчинтэй тэнцүү байх бөмбөгний температурыг сонгож болно. Дараа нь бөмбөг агаарт өлгөөтэй байх бөгөөд үүнээс ажиглалт хийхэд хялбар байх болно. Шинжлэх ухаан хөгжихийн хэрээр нисэхийн технологид томоохон өөрчлөлт гарсан. Бөмбөлөгт шинэ бүрхүүл ашиглах боломжтой болсон бөгөөд энэ нь удаан эдэлгээтэй, хүйтэнд тэсвэртэй, хөнгөн болсон. Радио инженерчлэл, электроник, автоматжуулалтын салбарын дэвшил нь нисгэгчгүй агаарын бөмбөлөг зохион бүтээх боломжтой болсон. Эдгээр бөмбөлөгүүдийг агаарын урсгалыг судлах, агаар мандлын доод давхаргад газарзүйн болон биоанагаахын судалгаа хийхэд ашигладаг. Даралт, бууралтын түвшин, хийн хоолойг түгээх системийг барих зарчмуудыг (эдгээр нь цагираг, мухар, холимог хий дамжуулах хоолой байж болно) үнэлдэг шалгуурын дагуу хийн бодисыг хуваарилах системийг сонгох нь зүйтэй. эдийн засгийн буруу тооцоо, техникийн шинж чанаруудын талаар. Хийн хэрэглээний түвшний эзэлхүүн, бүтцийн ялгаа, нягтын шинж чанар, хийн хангамжийн системийн найдвартай байдал, аюулгүй ажиллагаа, түүнчлэн орон нутгийн барилга байгууламж, үйл ажиллагааны онцлогийг харгалзан үзнэ. Хий дамжуулах хоолойн төрлүүдХийн дамжуулах хоолойн систем нь тэдгээрийн дундуур дамждаг хийн бодисын даралтын түвшинтэй холбоотой бөгөөд дараахь төрлүүдэд хуваагдана. 1. Байгалийн бодис ба хий-агаарын хольцын хувьд 0.71.3 МПа, LPG-ийн хувьд 1.7 МПа хүртэлх хийн бодисын ашиглалтын даралтын нөхцөлд нэгдүгээр зэргийн өндөр даралттай хий дамжуулах хоолойн зураг төсөл; 2. 0.40.7 МПа доторх даралтын нөхцөлд хоёрдугаар ангиллын өндөр даралтын түвшинтэй хий дамжуулах хоолой; 3. Дундаж даралтын үзүүлэлт бүхий хий дамжуулах хоолойн бүтэц нь 0.0060.4 МПа-ийн хүрээнд ажиллах даралттай; 4. 0.006 МПа хүртэл нам даралтын түвшинтэй хийн суваг.  Хийн хангамжийн системийн төрлүүдХийн хангамжийн систем нь дараахь төрлүүдтэй байж болно. 1. Нэг түвшний, хийг зөвхөн ижил даралтын үзүүлэлттэй (бага эсвэл дунд) хий дамжуулах хоолойн бүтээгдэхүүнээр дамжуулан хэрэглэгчдэд нийлүүлдэг; 2. Хоёр түвшний, хийг хоёр өөр төрлийн даралттай (дунд-бага эсвэл дунд-өндөр түвшин 1 эсвэл 2, эсвэл өндөр үзүүлэлт 2 бага ангилал) хий дамжуулах хоолойн байгууламжаар дамжуулан хэрэглэгчдийн тойрогт нийлүүлдэг; 3. Гурван түвшний, хийн бодисыг гурван даралттай хий дамжуулах хоолойгоор дамжуулдаг (эхний буюу хоёрдугаар түвшний өндөр, дунд ба бага); 4. Олон түвшний, хий нь дөрвөн төрлийн даралттай хийн хоолойгоор дамждаг: өндөр түвшин 1 ба 2, дунд ба бага. Хийн хангамжийн системд багтсан янз бүрийн даралттай хийн хоолойн системийг гидравлик хагарал, даралтын хяналтын хавхлагаар холбох ёстой.  Аж үйлдвэрийн салбарын халаалтын суурилуулалт, хийн хоолойноос тусдаа бойлерийн тоног төхөөрөмжийн хувьд техникийн үйл явцын онцлогт тохирсон даралтын үзүүлэлтүүд шаардлагатай бол 1.3 МПа доторх боломжтой даралттай хийн бодисыг ашиглахыг зөвшөөрнө. Хүн ам суурьшсан газар, олон нийтийн барилга байгууламж байрладаг газар, олон хүн амьдардаг газар, олон давхар орон сууцны барилгад 1.2 МПа-аас дээш даралтын үзүүлэлттэй хий дамжуулах хоолой тавих боломжгүй. жишээ нь зах, цэнгэлдэх хүрээлэн, худалдааны төв, театрын барилга. Одоогийн хийн хангамжийн шугамын түгээлтийн системүүд нь бага, дунд, өндөр даралтын түвшинтэй хийн цагираг, мухардмал, холимог сүлжээ зэрэг үндсэн элементүүдийн хэлбэрийг авдаг цогц байгууламжаас бүрддэг. Тэдгээрийг хот суурин газар, бусад хүн ам суурьшсан газар, хороолол, барилга байгууламжийн зүрхэнд тавьдаг. Нэмж дурдахад тэдгээрийг хийн түгээх станц, хийн хяналтын цэг, суурилуулалт, холбооны систем, автомат суурилуулалтын систем, телемеханик тоног төхөөрөмжийн маршрут дээр байрлуулж болно. Бүх бүтэц нь хэрэглэгчийн хийн хангамжийг асуудалгүйгээр хангах ёстой. Дизайн нь салгах төхөөрөмжтэй байх ёстой бөгөөд энэ нь засвар хийх, онцгой байдлын нөхцөл байдлыг арилгахын тулд хийн хоолойн бие даасан элементүүд болон хэсгүүдэд чиглэгддэг. Үүний зэрэгцээ хийн бодисыг хийн хэрэглэгчдэд саадгүй тээвэрлэх, энгийн механизмтай, аюулгүй, найдвартай, тохиромжтой ажиллагаатай. Бүхэл бүтэн бүс нутаг, хот, тосгоны хийн хангамжийн төлөвлөлтийг бүдүүвч зураг, талбайн төлөвлөлт, хотын ерөнхий төлөвлөгөөг үндэслэн урт хугацааны хөгжлийг харгалзан үзэх шаардлагатай. Хийн хангамжийн систем дэх бүх элемент, төхөөрөмж, механизм, гол хэсгүүдийг адилхан ашиглах ёстой. Хийн хэрэглээний хэмжээ, бүтэц, нягтыг харгалзан техник, эдийн засгийн тооцооллын үйл ажиллагаанд үндэслэн хий дамжуулах хоолой (цагираг, мухар, холимог) барих түгээлтийн систем, зарчмуудыг сонгох нь зүйтэй. Сонгосон систем нь эдийн засгийн үүднээс авч үзвэл хамгийн их үр ашигтай байх ёстой бөгөөд барилгын үйл явцыг багтаасан байх ёстой бөгөөд хийн хангамжийн системийг хэсэгчлэн ашиглалтад оруулах боломжтой байх ёстой.  Хий дамжуулах хоолойн ангилалХийн хангамжийн системийн гол хэсгүүд нь хийн даралт, зориулалтаас хамааран төрөлтэй хийн хоолойн бүтэц юм. Хийн дамжуулах хоолойн байгууламжийг тээвэрлэж буй хийн даралтын хамгийн өндөр утгаас хамааран дараах байдлаар хуваагдана. 1. Хийн бодисын даралтын үзүүлэлтүүд 0.7 МПа-аас дээш, SGU-ийн хувьд 1.7 МПа хүртэл эхний түвшний өндөр даралтын үзүүлэлт бүхий хий дамжуулах хоолойн бүтэц; 2. 0.4 МПа-аас дээш, 0.7 МПа хүртэл горимд хоёр дахь түвшний өндөр даралтын түвшин бүхий хий дамжуулах хоолойн бүтээгдэхүүн; 3. Дундаж даралтын түвшин 0.005 МПа-аас дээш, 0.4 МПа хүртэл хэлбэлздэг утас; 4. Бага гүйцэтгэлтэй дизайн, тухайлбал 0.004 МПа хүртэл. Бага даралтын түвшинтэй хийн хоолойн системийг орон сууцны барилга, нийтийн барилга байгууламж, нийтийн хоолны газар, бойлерийн өрөө, дотоодын аж ахуйн нэгжүүдэд хийг шилжүүлэхэд ашигладаг. Бага оврын хэрэглэгчийн суурилуулалт, бойлерийн байшинг нам даралтын хий дамжуулах хоолойн системд холбохыг зөвшөөрдөг. Гэхдээ томоохон цахилгаан хэрэгслийг нам даралтын үзүүлэлттэй шугамд холбох боломжгүй, учир нь их хэмжээний хий дамжуулах нь утгагүй тул эдийн засгийн үр ашиггүй болно.
Хотын өндөр даралтын хийн шугам нь асар том хотыг хангадаг гол шугам гэж тооцогддог. Энэ нь асар том, хагас цагираг хэлбэрээр хийгдсэн эсвэл радиаль хэлбэртэй байдаг. Түүгээр дамжуулан хийн бодисыг гидравлик хагарлаар дамжуулан дунд болон өндөр түвшний сүлжээнд нийлүүлдэг бөгөөд үүнээс гадна технологийн процесс нь 0.8 МПа-аас дээш ажиллах горимтой хий байхыг шаарддаг томоохон аж үйлдвэрийн аж ахуйн нэгжүүдэд нийлүүлдэг. Хотын хийн хангамжийн системДамжуулах хоолой дахь хийн даралтын үзүүлэлтүүд 0.003 МПа хүртэл Хотын хийн хангамжийн систем нь хийг зорьсон газар руу нь дамжуулж, хэрэгцээнд үндэслэн аж ахуйн нэгж, нийтийн аж ахуйн нэгж, хэрэглэгчдэд хуваарилах байгууламж, техникийн төхөөрөмж, дамжуулах хоолойг багтаасан ноцтой механизм юм. Үүнд дараахь бүтэц орно. 2. Хийн хяналтын станц; 3. Хийн хяналтын цэг; 4. Хийн хяналтын төхөөрөмж; 5. Хяналтын төхөөрөмж ба автомат удирдлагын систем; 6. Диспетчерийн төхөөрөмж; Хийн бодисыг хийн хоолойгоор дамжуулан хийн хяналтын станцуудаар дамжуулан хотын хийн хоолой руу шууд нийлүүлдэг. Хийн түгээх станц дээр даралтын үзүүлэлтүүд зохицуулагч дээрх автомат хавхлагуудын тусламжтайгаар буурч, хотын хэрэглээнд шаардагдах түвшинд өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Техникийн мэргэжилтнүүд хамгаалалтыг автоматаар хангадаг GDS хэлхээнд системийг оруулдаг. Нэмж дурдахад, энэ нь хотын шугам дахь даралтын үзүүлэлтүүдийн засвар үйлчилгээ, мөн зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс хэтрэхгүй байхыг баталгаажуулдаг. Хийн хяналтын станцуудаас хийн бодис нь хийн хоолойгоор дамжуулан хэрэглэгчдэд хүрдэг. Хотын хийн хангамжийн системийн гол элемент нь даралтын үзүүлэлтүүдийн хий дамжуулах хоолойн зөрүүгээс бүрдэх хийн шугамууд юм. тэдгээрийг дараах төрлөөр танилцуулж болно. 1. 4 кПа хүртэл нам даралтын түвшинтэй шугам; 2. 0.4 МПа хүртэлх дундаж даралтын утга бүхий шугам; 3. 0.7 МПа хүртэл хоёр дахь түвшний өндөр даралтын горимтой сүлжээ; 4. 1.3 МПа хүртэлх эхний түвшний өндөр уншилттай сүлжээнүүд. Бага даралттай хий дамжуулах хоолойн байгууламжаар дамжуулан хий хөдөлж, орон сууц, олон нийтийн барилга, янз бүрийн байр, түүнчлэн өрхийн аж ахуйн нэгжүүдийн цехүүдэд хуваарилагддаг. Орон сууцны барилгад байрлах хий дамжуулах хоолойд 3 кПа хүртэл даралтын утгыг, дотоодын аж ахуйн нэгж, нийтийн барилга байгууламжид 5 кПа хүртэл даралтыг зөвшөөрнө. Дүрмээр бол шугаман дахь даралтыг бага түвшинд (3 кПа хүртэл) хадгалж, бүх бүтцийг хийн даралтын зохицуулагчгүй хийн хоолойд холбохыг оролддог. Дунд болон өндөр даралттай (0.6 МПа) хий дамжуулах хоолойн сувагт хийн бүтээгдэхүүнийг гидравлик хагарлаар дамжуулан бага ба дунд даралттай шугамд нийлүүлдэг. Гидравлик ан цавын төхөөрөмж дотор автоматаар ажилладаг хамгаалалтын төхөөрөмж байдаг. Энэ нь зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс давсан доод түвшнээс даралт буурах магадлалыг арилгадаг. GRU-ээр дамжуулан ижил төстэй харилцаа холбооны тусламжтайгаар хийн бодисыг аж үйлдвэрийн аж ахуйн нэгж, хотын байгууллагуудын байранд нийлүүлдэг. Одоогийн стандартын дагуу аж үйлдвэр, хотын болон хөдөө аж ахуйн аж ахуйн нэгж, түүнчлэн халаалтын системийн суурилуулалтын хамгийн их даралтыг 0.6 МПа, дотоодын аж ахуйн нэгжүүд болон зэргэлдээх барилгуудад 0.3 МПа дотор зөвшөөрнө. Орон сууцны барилга эсвэл нийтийн барилгын фасад дээр байрлуулсан суурилуулалтыг 0.3 МПа-аас ихгүй даралтын үзүүлэлттэй хий нийлүүлэхийг зөвшөөрнө. Дунд болон өндөр горимтой хий дамжуулах хоолойн байгууламжууд нь хотын хуваарилах сүлжээ юм. Өндөр даралтын түвшинтэй хийн хоолойн байгууламжийг зөвхөн томоохон хотуудад ашигладаг. Үйлдвэрлэлийн байрыг техникийн болон эдийн засгийн тооцоонд үндэслэсэн тохиолдолд зохицуулагч ашиглахгүйгээр дунд болон өндөр даралттай сүлжээнд холбож болно. Хотын системийг шаталсан дагуу барьсан бөгөөд энэ нь эргээд хийн хоолойн даралтаас хамааран хуваагддаг. Шатлал нь хэд хэдэн түвшинтэй: 1. Өндөр ба дунд даралттай шугамууд нь хотын хийн хоолойн суурь юм. Захиалга нь бие даасан газруудыг дуудаж, давхардуулах замаар хийгддэг. Үхсэн сүлжээ нь зөвхөн жижиг хотод л байж болно. Хийн бодис нь бага даралтын түвшингээр аажмаар хөдөлж, гидравлик хагарлын зохицуулагч хавхлагын хэлбэлзэлээс үүсдэг бөгөөд тогтмол түвшинд хэвээр байна. Хэрэв нэг талбайд хэд хэдэн өөр хий хэрэглэгч байгаа бол өөр өөр даралттай хий дамжуулах хоолойг зэрэгцээ байрлуулахыг зөвшөөрнө. Гэхдээ өндөр ба дунд даралттай дизайн нь хотод гидравлик шинж чанартай нэг сүлжээг бий болгодог. 2. Нам даралтын сүлжээ. Энэ нь янз бүрийн хэрэглэгчдэд хий нийлүүлдэг. Сүлжээний дизайныг холимог шинж чанараар бүтээдэг бөгөөд үүнд зөвхөн гол хий дамжуулах хоолойн сувгууд гогцоотой, бусад тохиолдолд үхсэн сувгууд үүсдэг. Бага даралттай хий дамжуулах хоолой нь гол, нуур, жалга, түүнчлэн төмөр зам, хурдны замыг салгаж чадахгүй. Аж үйлдвэрийн бүсэд тавих боломжгүй тул нэг гидравлик сүлжээний нэг хэсэг байж болохгүй. Бага хүчин чадалтай сүлжээний загварыг орон нутгийн шугам хэлбэрээр бүтээдэг бөгөөд хийн нийлүүлдэг олон тэжээлийн эх үүсвэртэй. 3. Орон сууцны барилга, нийтийн барилга, үйлдвэрлэлийн цех, аж ахуйн нэгжийн хийн барилга. Тэд нөөцлөөгүй. Даралт нь сүлжээний зорилго, суурилуулахад шаардагдах түвшингээс хамаарна. Зэрэглэлийн тооноос хамааран хотын системийг хуваана : 1. Хоёр түвшний сүлжээ нь бага ба дунд даралттай эсвэл нам өндөр даралттай шугамуудаас бүрдэнэ. 2. Гурван түвшний шугам нь нам, дунд, өндөр даралтын системийг агуулдаг. 3. Шат шатны сүлжээ нь бүх түвшний хий дамжуулах хоолойн байгууламжаас бүрдэнэ. Өндөр ба дунд даралттай хотын хийн хоолойг аж ахуйн нэгж, бойлерийн байшин, нийтийн аж ахуйн байгууллагууд, гидравлик ан цавын нэгжийг нийлүүлдэг нэг шугам хэлбэрээр бүтээдэг. Үйлдвэрийн байр, ерөнхийдөө дотоодын хийн хэсгийг тусгаарлах шугамаас ялгаатай нь нэг шугам үүсгэх нь илүү ашигтай байдаг. Ийм нюанс дээр үндэслэн хотын системийг сонго: 1. Хотын хэмжээ хэд вэ? 2. Хот суурин газрын төлөвлөлт. 3. Түүний доторх барилга байгууламж. 4. Хотын хүн ам хэд вэ? 5. Хотын бүх аж ахуйн нэгжийн онцлог. 6. Метрополис хотын хөгжлийн хэтийн төлөв. Шаардлагатай системийг сонгохдоо энэ нь ашиглалтын үр ашиг, аюулгүй байдал, найдвартай байдлын шаардлагыг хангасан байх ёстой гэдгийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Энэ нь ашиглахад хялбар, хялбар байдлыг илэрхийлж, засварын ажлыг гүйцэтгэхийн тулд салангид хэсгүүдийг салгахыг санал болгодог. Үүнээс гадна сонгосон систем дэх бүх эд анги, төхөөрөмж, бэхэлгээ нь ижил төрлийн эд ангитай байх ёстой. Станцаар дамжин өнгөрөх хоёр гол шугамаар олон түвшний шугамаар хот руу хий нийлүүлдэг бөгөөд энэ нь эргээд найдвартай байдлын түвшинг нэмэгдүүлдэг. Уг станц нь хотын шугамын захад байрладаг өндөр даралтын бүсэд холбогдсон. Энэ хэсгээс өндөр эсвэл дунд даралттай цагиргуудад хий нийлүүлдэг. Хотын төвд өндөр даралтын хийн хоолойн сүлжээг бий болгох нь боломжгүй, хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй бол тэдгээрийг хоёр хэсэгт хуваах хэрэгтэй: төвд дунд даралттай сүлжээ, захын өндөр даралттай сүлжээ. . Өндөр ба дунд даралттай хий дамжуулах хоолойн хэсгүүдийг, нам даралтын хэсэг, орон сууцны барилга, үйлдвэрлэлийн цех, байранд байрлах барилга байгууламжийг унтраахын тулд тусгай цоргыг унтраадаг төхөөрөмж суурилуулсан (харна уу). ). Хавхлагыг оролт, гаралт, гудамжны хий дамжуулах хоолойн салбарууд, янз бүрийн саад тотгор, төмөр замын суурилуулалт, авто замын уулзвар дээр суурилуулсан байх ёстой. Гаднах шугам дээр температур ба хүчдэлийн утгыг зааж өгөх хавхлагыг худагт суурилуулсан. Үүнээс гадна хавхлагын түгжээний элементүүдийг тав тухтай суурилуулах, задлах ажлыг баталгаажуулдаг. Барилга эсвэл хашаанаас хоёр метрийн зайг харгалзан худгийг байрлуулах ёстой. Саад бэрхшээлүүдийн тоо үндэслэлтэй байх ёстой бөгөөд аль болох бага байх ёстой. Өрөөнд орохдоо хавхлагыг хананд суурилуулсан бөгөөд хаалга, цонхны тодорхой зайг хадгалах шаардлагатай. Хэрэв холбох хэрэгсэл нь 2 метрээс дээш өндөрт байрладаг бол түүнд үйлчлэх боломжтой байхын тулд шаттай газар өгөх шаардлагатай. Ихэнх тохиолдолд хийг зуслангийн байшинд дунд даралттай сүлжээгээр нийлүүлдэг боловч бага даралттай байдаггүй. Нэгдүгээрт, даралтын үзүүлэлтүүд илүү өндөр байдаг тул энэ нь нэмэлт зохицуулах төхөөрөмжөөр хангадаг. Хоёрдугаарт, хийн бойлерууд сүүлийн үед түгээмэл болсон; Бага даралтын нөхцөлд хийжүүлэх замаар эцсийн төхөөрөмжийн гүйцэтгэл буурна. Жишээлбэл, өвлийн улиралд 300 орчим даралт нь зөвшөөрөгдөх боломжтой гэж тооцогддог бол гидравлик хагарал станцаас холдвол хэрэглэгчдийн уншилт нь 120 хүртэл буурах болно. Хүйтрэлт хүртэл хийн даралт хангалттай. Гэхдээ хүйтэн жавар ирж, хүн бүр хийн бойлероор халааж, бүрэн хүчийг асааж эхэлбэл захын зуслангийн байшингийн эздийн дарамт мэдэгдэхүйц буурах болно. Даралт 120-аас доош байх үед бойлерийн эзэд асуудалтай тулгардаг, жишээлбэл, бойлерийн суурилуулалт унтарсан эсвэл хийн хангамж зогссоныг илтгэнэ. Дунд зэргийн даралтын хангамжийн нөхцөлд хий дамжуулах хоолойгоор шахсан төлөвт шилждэг. Цаашилбал, зохицуулагчаар дамжуулан даралтыг бага түвшинд хүртэл бууруулж, бойлер нь асуудалгүй ажилладаг. Асуулт 1 МХХТ-ийн үндсэн заалтууд, тэдгээрийн туршилтын үндэслэл.? 1. Бүх бодис нь молекулуудаас бүрддэг, i.e. салангид бүтэцтэй, молекулууд нь зайгаар тусгаарлагдсан байдаг. 2. Молекулууд тасралтгүй санамсаргүй (эмх замбараагүй) хөдөлгөөнд байдаг. 3. Биеийн молекулуудын хооронд харилцан үйлчлэх хүч байдаг. Брауны хөдөлгөөн гэдэг нь хийд дүүжлэгдсэн хэсгүүдийн тасралтгүй санамсаргүй хөдөлгөөн юм. Молекулын харилцан үйлчлэлийн хүч? Таталцал ба түлхэлт хоёулаа молекулуудын хооронд нэгэн зэрэг үйлчилдэг. Молекулуудын харилцан үйлчлэлийн мөн чанар нь цахилгаан соронзон юм. Молекулын кинетик ба потенциал энерги? Атом ба молекулууд харилцан үйлчилдэг тул потенциал энерги E p. Молекулууд бие биенээ түлхэх үед потенциал энерги эерэг, молекулууд татах үед сөрөг гэж тооцогддог. Асуулт 2 Молекул ба атомын хэмжээс ба масс Аливаа бодис нь бөөмсөөс бүрддэг тул v(nu) бодисын хэмжээ нь бие махбодид агуулагдах хэсгүүдийн тоо, өөрөөр хэлбэл бүтцийн элементүүдтэй пропорциональ гэж тооцогддог. Бодисын хэмжигдэхүүнийг хэмжих нэгж нь мэнгэ юм. Моль гэдэг нь 12 г С12 нүүрстөрөгчийн атомтай ижил тооны бүтцийн элемент агуулсан бодисын хэмжээг хэлнэ. Бодисын молекулуудын тоог бодисын хэмжээтэй харьцуулсан харьцааг Авогадро тогтмол гэнэ. N A =N/v(нүцгэн); N A =6.02*10 23 моль -1 Авогадро тогтмол нь нэг моль бодист хичнээн атом, молекул агуулагдаж байгааг харуулдаг. Моляр масс гэдэг нь нэг моль бодисын масс бөгөөд тухайн бодисын массыг тухайн бодисын хэмжээтэй харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна. Молийн массыг кг/моль-ээр илэрхийлнэ. Молийн массыг мэдсэнээр та нэг молекулын массыг тооцоолж болно. m 0 =m/N=m/v(nu)N A =M/N A Молекулын дундаж массыг ихэвчлэн химийн аргаар тодорхойлно Авогадрогийн тогтмолыг хэд хэдэн физик аргаар өндөр нарийвчлалтай тодорхойлно. Молекул ба атомын массыг масс спектрограф ашиглан ихээхэн нарийвчлалтайгаар тодорхойлно. Молекулуудын масс маш бага байдаг. Жишээлбэл, усны молекулын масс: m=29.9*10 -27 Моляр масс нь Mg-ийн харьцангуй молекул масстай холбоотой. Харьцангуй молекул жин нь тухайн бодисын молекулын массыг C12 нүүрстөрөгчийн атомын массын 1/12-тай харьцуулсан харьцаатай тэнцүү утга юм. Хэрэв бодисын химийн томъёо нь мэдэгдэж байгаа бол үечилсэн хүснэгтийг ашиглан түүний харьцангуй массыг тодорхойлох боломжтой бөгөөд үүнийг килограммаар илэрхийлэхэд энэ бодисын молийн массыг харуулдаг. Авогадрогийн дугаар Авогадрогийн тоо, Авогадрогийн тогтмол гэдэг нь 1 моль бодисын тодорхой бүтцийн нэгжийн (атом, молекул, ион, электрон эсвэл бусад бөөмс) тоотой тэнцүү физик тогтмол юм. Нүүрстөрөгч-12-ын цэвэр изотопын 12 грамм дахь атомын тоогоор тодорхойлогддог. Ихэвчлэн N A гэж, бага тохиолдолд L гэж тэмдэглэдэг Н A = 6.022 140 78(18)×10 23 моль −1. Мэнгэний тоо Мэнгэ (тэмдэг: мол, олон улсын: моль) нь бодисын хэмжээг хэмжих нэгж юм. N A бөөмс (молекул, атом, ион эсвэл бусад ижил бүтцийн хэсгүүд) агуулсан бодисын хэмжээтэй тохирч байна. N A нь Авогадрогийн тогтмол бөгөөд 12 грамм нүүрстөрөгчийн нуклид 12С дахь атомын тоотой тэнцүү байна. Тиймээс аливаа бодисын нэг моль дахь бөөмсийн тоо тогтмол бөгөөд Авогадрогийн N A тоотой тэнцүү байна. Молекулуудын хурд Бодисын байдал Агрегацын төлөв гэдэг нь тодорхой чанарын шинж чанараар тодорхойлогддог материйн төлөв байдал юм: эзэлхүүн, хэлбэрийг хадгалах чадвар эсвэл чадваргүй байдал, урт ба богино зайн дэг журам байгаа эсэх, эсвэл бусад. Нэгтгэлийн төлөвийн өөрчлөлт нь чөлөөт энерги, энтропи, нягтрал болон бусад үндсэн физик шинж чанаруудын огцом өөрчлөлт дагалдаж болно. Нэгтгэлийн гурван үндсэн төлөв байдаг: хатуу, шингэн, хий. Заримдаа плазмыг нэгтгэх төлөв гэж ангилах нь бүрэн зөв биш юм. Шингэн талстууд эсвэл Бозе-Эйнштейний конденсат гэх мэт нэгтгэх бусад төлөвүүд байдаг. Асуулт 3 Хамгийн тохиромжтой хий, хийн даралт Идеал хий нь молекулуудын хооронд харилцан үйлчлэх хүч байхгүй хий юм. Хийн даралт нь молекулуудын мөргөлдөөнөөс үүсдэг. Нэг гадаргуу дээр секундэд үзүүлэх даралтын хүчийг хийн даралт гэнэ. P - хийн даралт [па] 1 ммМУБ Урлаг. =133 Па P 0 (ro)=101325 Па P= 1/3*m 0 *n*V 2-МКТ-ийн үндсэн тэгшитгэл n – молекулуудын концентраци [м -3 ] n=N/V- молекулуудын концентраци V 2 – язгуур дундаж квадрат хурд P= 2/3*n*E Kүндсэн тэгшитгэл P= n*k*T MKT E K - кинетик энерги EK = 3/2кТ(kT-kotE) Хий нь хаана ч байсан: бөмбөлөг, машины дугуй эсвэл металл цилиндрт байгаа савны бүх эзэлхүүнийг дүүргэдэг. Хийн даралт нь хатуу даралтаас огт өөр шалтгаанаар үүсдэг. Энэ нь молекулуудын хөлөг онгоцны ханатай мөргөлдсөний үр дүнд үүсдэг. Савны хананд хийн даралт
Сансар огторгуйд эмх замбараагүй хөдөлж, хийн молекулууд хоорондоо мөргөлдөж, тэдгээрийн байрлах савны ханатай мөргөлддөг. Нэг молекулын нөлөөллийн хүч бага байдаг. Гэхдээ маш олон молекулууд байдаг бөгөөд тэдгээр нь өндөр давтамжтайгаар мөргөлддөг тул хөлөг онгоцны хананд хамтдаа үйлчилж, ихээхэн дарамт үүсгэдэг. Хэрэв хатуу биетийг хийн дотор байрлуулсан бол хийн молекулуудын нөлөөнд өртдөг. Энгийн туршилт хийцгээе. Агаарын шахуургын хонхны доор агаараар бүрэн дүүрээгүй уясан бөмбөлөг байрлуул. Дотор нь агаар багатай тул бөмбөг жигд бус хэлбэртэй байдаг. Бид хонхны доороос агаарыг шахаж эхлэхэд бөмбөг хөөрч эхэлнэ. Хэсэг хугацааны дараа энэ нь ердийн бөмбөг хэлбэртэй болно. Манай бөмбөг юу болсон бэ? Эцсийн эцэст энэ нь уягдсан байсан тул доторх агаарын хэмжээ ижил хэвээр байв. Бүх зүйлийг маш энгийнээр тайлбарлав. Хөдөлгөөний явцад хийн молекулууд бөмбөгний гадна болон дотор талын бүрхүүлтэй мөргөлддөг. Хэрэв хонхноос агаар шахагдсан бол цөөн тооны молекулууд байдаг. Нягт нь буурч, улмаар молекулуудын гаднах бүрхүүлд үзүүлэх нөлөөллийн давтамж буурдаг. Үүний үр дүнд бүрхүүлийн гаднах даралт буурдаг. Бүрхүүлийн доторх молекулуудын тоо ижил хэвээр байгаа тул дотоод даралт нь гадныхаас давж гардаг. Хий нь дотроосоо бүрхүүл рүү дардаг. Мөн энэ шалтгааны улмаас энэ нь аажмаар хавдаж, бөмбөг хэлбэртэй болдог. Паскалийн хийн хууль
Хийн молекулууд маш хөдөлгөөнтэй байдаг. Үүний ачаар тэд даралтыг зөвхөн энэ даралтыг үүсгэж буй хүчний чиглэлд төдийгүй бүх чиглэлд жигд дамжуулдаг. Даралт шилжүүлэх тухай хуулийг Францын эрдэмтэн Блез Паскал боловсруулсан: " Хий эсвэл шингэнд үзүүлэх даралт нь бүх чиглэлд ямар ч цэг хүртэл өөрчлөгдөөгүй дамждаг" Энэ хуулийг гидростатикийн үндсэн хууль - тэнцвэрт байдалд байгаа шингэн ба хийн шинжлэх ухаан гэж нэрлэдэг. гэж нэрлэгддэг төхөөрөмжтэй туршлагаар Паскалийн хуулийг баталж байна Паскалийн бөмбөг . Энэ төхөөрөмж нь поршений хөдөлдөг цилиндрт холбогдсон жижиг нүхтэй хатуу материалаар хийсэн бөмбөг юм. Бөмбөг утаагаар дүүрдэг. Поршеноор шахагдах үед утаа нь бөмбөгний нүхнээс тэнцүү урсгалаар гадагшилдаг. Хийн даралтыг дараахь томъёогоор тооцоолно. Хаана д лин - хийн молекулуудын орчуулгын хөдөлгөөний дундаж кинетик энерги; n - молекулуудын концентраци Хэсэгчилсэн даралт. Далтоны хууль
Практикт бид ихэнхдээ цэвэр хий биш, харин тэдгээрийн хольцтой тулгардаг. Бид хийн холимог агаараар амьсгалдаг. Машины яндангийн хий нь мөн холимог юм. Цэвэр нүүрстөрөгчийн давхар ислийг гагнуурын ажилд ашиглаагүй удаж байна. Үүний оронд хийн хольцыг бас ашигладаг. Хийн хольц нь бие биетэйгээ химийн урвалд ордоггүй хийн хольц юм. Хийн хольцын бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгийн даралтыг гэж нэрлэдэг хэсэгчилсэн даралт . Хэрэв хольц дахь бүх хий нь идеал хий гэж үзвэл хольцын даралтыг Далтоны хуулиар тодорхойлно: "Химийн харилцан үйлчлэлцдэггүй идеал хийн хольцын даралт нь хэсэгчилсэн даралтын нийлбэртэй тэнцүү байна. ” Үүний утгыг дараах томъёогоор тодорхойлно.
Холимог дахь хий бүр хэсэгчилсэн даралтыг бий болгодог. Түүний температур нь хольцын температуртай тэнцүү байна. Хийн даралтыг түүний нягтыг өөрчлөх замаар өөрчилж болно. Металл саванд хий шахах тусам илүү олон молекулууд хананд цохиулж, даралт нь ихсэх болно. Үүний дагуу хийг шахах замаар бид үүнийг багасгаж, даралт нь буурдаг. Гэхдээ хийн даралтыг түүний хэмжээ эсвэл температурыг өөрчлөх замаар, өөрөөр хэлбэл хийг шахах замаар өөрчилж болно. Шахалтыг хийн биед хүч хэрэглэх замаар гүйцэтгэдэг. Энэ нөлөөний үр дүнд эзэлхүүн нь буурч, даралт, температур нэмэгддэг. Поршен хөдөлж байх үед хий нь хөдөлгүүрийн цилиндрт шахагдана. Үйлдвэрлэлд хийн өндөр даралтыг нарийн төвөгтэй төхөөрөмж - хэдэн мянган атмосфер хүртэл даралтыг бий болгож чаддаг компрессор ашиглан шахаж бий болгодог. Танд нийтлэл таалагдсан уу? Найзуудтайгаа хуваалцаарай!
Хуваалцах Facebook
Мөн уншина уу
Топ
|
