Bir kaptaki gaz basıncı nasıl hesaplanır? BİT'in ana hükümleri ve deneysel gerekçeleri. Hava ağırlığı

Moleküllerin gaz içinde bulunan herhangi bir cismin yüzeyiyle, özellikle gazı içeren bir kabın duvarları ile ve her biri ile çarpışmaları hakkındaki soruları da dikkate almazsak, bir gazdaki moleküllerin hareketlerine ilişkin resim eksik kalacaktır. diğer.

Nitekim moleküller, rastgele hareketler yaparak zaman zaman kabın duvarlarına veya diğer cisimlerin yüzeyine oldukça kısa mesafelerde yaklaşırlar. Aynı şekilde moleküller birbirine oldukça yaklaşabilir. Bu durumda, gaz molekülleri arasında veya gaz molekülü ile duvar maddesinin molekülleri arasında, mesafeyle çok hızlı bir şekilde azalan etkileşim kuvvetleri ortaya çıkar. Bu kuvvetlerin etkisi altında gaz molekülleri hareketlerinin yönünü değiştirir. Bu işleme (yön değiştirme) bilindiği üzere çarpışma adı verilmektedir.

Moleküller arasındaki çarpışmalar gazların davranışında çok önemli bir rol oynar. Ve bunları daha sonra ayrıntılı olarak inceleyeceğiz. Artık moleküllerin kabın duvarlarıyla veya gazla temas eden herhangi bir yüzeyle çarpışmasını hesaba katmak önemlidir. Duvarların gazdan uyguladığı kuvveti ve tabii ki gazın duvarlardan uyguladığı eşit zıt yönlü kuvveti belirleyen, gaz molekülleri ile duvarların etkileşimidir. Duvarın yüzey alanı ne kadar büyük olursa, duvarın gazdan maruz kaldığı kuvvetin de o kadar büyük olacağı açıktır. Duvarın boyutu gibi rastgele bir faktöre bağlı olan bir miktarı kullanmamak için, gazın duvar üzerindeki etkisini kuvvetle değil, kuvvetle karakterize etmek gelenekseldir.

basınç, yani bu kuvvete normal olan duvar yüzeyinin birim alanı başına kuvvet:

Bir gazın, içinde bulunduğu kabın duvarlarına basınç uygulama yeteneği, gazın temel özelliklerinden biridir. Gazın varlığını en sık ortaya çıkardığı basınçtır. Bu nedenle basınç, gazın temel özelliklerinden biridir.

18. yüzyılda önerildiği gibi, geminin duvarlarındaki gaz basıncı. Daniel Bernoulli, gaz moleküllerinin duvarlarla sayısız çarpışmasının bir sonucudur. Moleküllerin duvarlara olan bu etkileri, duvar malzemesi parçacıklarının bir miktar yer değiştirmesine ve dolayısıyla deformasyonuna yol açar. Deforme olmuş duvar, duvara dik olan her noktaya yönelik elastik bir kuvvetle gaza etki eder. Bu kuvvet, gazın duvara uyguladığı kuvvete mutlak değerde eşit ve zıt yöndedir.

Her ne kadar bir çarpışma sırasında her bir molekülün duvarın molekülleri ile etkileşim kuvvetleri bilinmese de, mekanik yasaları tüm gaz moleküllerinin birleşik hareketinden kaynaklanan ortalama kuvveti bulmayı, yani çarpışma kuvvetini bulmayı mümkün kılar. gaz basıncı.

Gazın paralel boru şeklinde bir kap içerisinde bulunduğunu (Şekil 2) ve gazın denge halinde olduğunu varsayalım. Bu durumda, bu, bir bütün olarak gazın kabın duvarlarına göre hareketsiz olduğu anlamına gelir: herhangi bir yönde hareket eden moleküllerin sayısı, ortalama olarak, hızları ters yönde olan moleküllerin sayısına eşittir. yön.

Kabın duvarlarından birindeki, örneğin sağ yan duvardaki gaz basıncını hesaplayalım. X koordinat eksenini, Şekil 2'de gösterildiği gibi duvara dik olan paralel yüzün kenarı boyunca yönlendirin. 2. Moleküllerin hızları nasıl yönlendirilirse yönlendirilsin, yalnızca moleküllerin hızlarının X ekseni üzerindeki izdüşümleriyle ilgileneceğiz: moleküller duvara doğru tam olarak aynı hızda hareket eder.

Seçilen duvara bitişik A kalınlığında bir gaz katmanını zihinsel olarak seçelim. Deforme olmuş duvarın yanından mutlak değeri aynı olan elastik bir C kuvveti etki eder.

kuvvet ve gaz duvara etki eder. Newton'un ikinci yasasına göre kuvvet darbesi (belirli bir keyfi zaman dilimi), katmanımızdaki gazın itkisindeki değişime eşittir. Ancak gaz denge durumunda olduğundan katman, kuvvet darbesi yönünde (X ekseninin pozitif yönüne karşı) momentumda herhangi bir artış almaz. Bunun nedeni, moleküler hareketler nedeniyle seçilen katmanın ters yönde ve elbette mutlak değerde aynı olan bir dürtü almasıdır. Hesaplamak zor değil.

Gaz moleküllerinin zaman içindeki rastgele hareketleri ile katmanımıza soldan sağa doğru belli sayıda molekül girer ve aynı sayıda molekül ters yönde, sağdan sola doğru çıkar. Gelen moleküller yanlarında belli bir dürtü taşırlar. Ayrılanlar zıt işaretli aynı itici gücü taşırlar, böylece katman tarafından alınan toplam darbe, katmana giren ve katmandan ayrılan moleküllerin darbelerinin cebirsel toplamına eşittir.

Zaman içinde soldaki katmanımıza giren molekül sayısını bulalım

Bu süre zarfında, ondan geçmeyen bir mesafede bulunan moleküller, hepsi söz konusu duvarın taban alanı ile paralel uçlu bir hacimdedir) ve uzunluk, yani hacim içinde, yaklaşabilir. soldaki sınır Bir kabın birim hacmi moleküller içeriyorsa, belirtilen hacimde moleküller bulunur. Ancak bunların yalnızca yarısı soldan sağa hareket ederek katmanın içine düşüyor. Diğer yarısı ondan uzaklaşır ve katmana girmez. Sonuç olarak moleküller zamanla katmana soldan sağa doğru girerler.

Her birinin bir momentumu (molekülün kütlesi) vardır ve bunların katmana sağladığı toplam momentum şuna eşittir:

Aynı zamanda, aynı toplam momentuma sahip ancak zıt işaretli aynı sayıda molekül, sağdan sola hareket ederek katmanı terk eder. Böylece pozitif momentumlu moleküllerin katmana gelmesi ve negatif momentumlu moleküllerin katmandan ayrılması nedeniyle katmanın momentumundaki toplam değişim şuna eşittir:

Kuvvet darbesinin etkisi altında meydana gelmesi gereken değişikliği telafi eden, katmanın momentumundaki bu değişikliktir. Bu nedenle şunu yazabiliriz:

Bu eşitliğin her iki tarafını da bölerek şunu elde ederiz:

Şimdiye kadar sessizce tüm gaz moleküllerinin aynı hız projeksiyonlarına sahip olduğunu varsaydık. Gerçekte elbette durum böyle değil. Moleküllerin hızları ve X ekseni üzerindeki izdüşümleri elbette farklı moleküller için farklıdır. Denge koşulları altında gaz moleküllerinin hızlarındaki fark sorusunu ayrıntılı olarak § 12'de ele alacağız. Şimdilik, moleküllerin hızlarındaki farkı ve bunların koordinat eksenleri üzerindeki izdüşümlerini, dahil edilen değeri değiştirerek dikkate alacağız. formül (2.1)'de ortalama değeri ile basınç formülü ( 2.1) olacak şekilde şu formu vereceğiz:

Her molekülün hızı için şunu yazabiliriz:

(son eşitlik, ortalama alma ve toplama işlemlerinin sırasının değiştirilebileceği anlamına gelir). Moleküler hareketlerin tamamen düzensizliği nedeniyle, üç koordinat eksenindeki hız projeksiyonlarının karelerinin ortalama değerlerinin birbirine eşit olduğunu varsayabiliriz;

Bu da (2.3) dikkate alındığında şu anlama gelir:

Bu ifadeyi formül (2.2)'de değiştirerek şunu elde ederiz:

veya bu eşitliğin sağ tarafını ikiye bölüp çarparız,

Yukarıdaki basit mantık, kabın herhangi bir duvarı ve zihinsel olarak gaza yerleştirilebilecek her alan için geçerlidir. Her durumda, formül (2.4) ile ifade edilen gaz basıncı sonucunu elde ederiz. Formül (2.4)'teki değer, bir gaz molekülünün ortalama kinetik enerjisini temsil eder. Bu nedenle gaz basıncı üçte ikisine eşittir

Birim gaz hacminde bulunan moleküllerin ortalama kinetik enerjisi.

Bu, ideal bir gazın kinetik teorisinin en önemli sonuçlarından biridir. Formül (2.4), moleküler miktarlar, yani tek bir molekülle ilgili miktarlar ile gazı bir bütün olarak karakterize eden basınç değeri arasında bir bağlantı kurar; bu, doğrudan deneysel olarak ölçülen makroskobik bir miktardır. Denklem (2.4) bazen ideal gazların kinetik teorisinin temel denklemi olarak da adlandırılır.

Kayaklı ve kayaksız bir adam.

İnsan gevşek kar üzerinde büyük zorluklarla yürür, her adımda derinlere batar. Ancak kayakları giydikten sonra neredeyse içine düşmeden yürüyebilir. Neden? Kayak olsun ya da olmasın, kişi kar üzerinde kendi ağırlığına eşit aynı kuvvetle hareket eder. Ancak bu kuvvetin etkisi her iki durumda da farklıdır çünkü kişinin baskı yaptığı yüzey alanı kayaklı ve kayaksız farklıdır. Kayakların yüzey alanı taban alanından neredeyse 20 kat daha fazladır. Bu nedenle, kayak üzerinde duran kişi, kar yüzeyinin her santimetrekaresine, kayak olmadan kar üzerinde durduğundan 20 kat daha az bir kuvvetle etki eder.

Bir gazeteyi tahtaya düğmelerle tutturan bir öğrenci, her düğmeye eşit kuvvetle etki ediyor. Ancak ucu daha keskin olan bir düğme ahşaba daha kolay girecektir.

Bu, kuvvetin sonucunun yalnızca modülüne, yönüne ve uygulama noktasına değil, aynı zamanda uygulandığı yüzeyin alanına (etki gösterdiği dik) bağlı olduğu anlamına gelir.

Bu sonuç fiziksel deneylerle doğrulanmaktadır.

Deneyim: Belirli bir kuvvetin eyleminin sonucu, birim yüzey alanına hangi kuvvetin etki ettiğine bağlıdır.

Küçük bir tahtanın köşelerine çivi çakmanız gerekir. Öncelikle tahtaya çakılan çivileri uçları yukarı gelecek şekilde kumun üzerine yerleştirin ve tahtanın üzerine bir ağırlık yerleştirin. Bu durumda çivi başları kuma yalnızca hafifçe bastırılır. Daha sonra tahtayı ters çevirip çivileri kenarına yerleştiriyoruz. Bu durumda destek alanı daha küçüktür ve aynı kuvvet altında çiviler kumun çok daha derinlerine iner.

Deneyim. İkinci illüstrasyon.

Bu kuvvetin etkisinin sonucu, her bir yüzey alanı birimine hangi kuvvetin etki ettiğine bağlıdır.

Ele alınan örneklerde kuvvetler cismin yüzeyine dik olarak etki etmektedir. Adamın ağırlığı kar yüzeyine dikti; Düğmeye etki eden kuvvet tahtanın yüzeyine diktir.

Yüzeye dik olarak etki eden kuvvetin bu yüzeyin alanına oranına eşit olan miktara basınç denir..

Basıncı belirlemek için yüzeye dik olarak etki eden kuvvetin yüzey alanına bölünmesi gerekir:

basınç = kuvvet / alan.

Bu ifadenin içerdiği büyüklükleri gösterelim: basınç - P, yüzeye etki eden kuvvet F ve yüzey alanı - S.

Sonra formülü elde ederiz:

p = F/S

Aynı alana etki eden daha büyük bir kuvvetin daha büyük bir basınç oluşturacağı açıktır.

Birim basınç, bu yüzeye dik 1 m2 alana sahip bir yüzeye etki eden 1 N'luk bir kuvvetin ürettiği basınç olarak alınır..

Basınç birimi - Newton bölü metrekare(1 N/m2). Fransız bilim adamının anısına Blaise Pascal buna pascal denir ( Pa). Böylece,

1 Pa = 1 N/m2.

Diğer basınç birimleri de kullanılır: hektopaskal (hPa) Ve kilopaskal (kPa).

1 kPa = 1000 Pa;

1 hPa = 100 Pa;

1 Pa = 0,001 kPa;

1 Pa = 0,01 hPa.

Sorunun koşullarını yazıp çözelim.

Verilen : m = 45 kg, S = 300 cm2; p = ?

SI birimlerinde: S = 0,03 m2

Çözüm:

P = F/S,

F = P,

P = gm,

P= 9,8 N · 45 kg ≈ 450 N,

P= 450/0,03 N/m2 = 15000 Pa = 15 kPa

"Cevap": p = 15000 Pa = 15 kPa

Basıncı azaltmanın ve artırmanın yolları.

Ağır bir paletli traktör, toprak üzerinde 40 - 50 kPa'ya eşit, yani 45 kg ağırlığındaki bir çocuğun basıncının yalnızca 2 - 3 katı kadar bir basınç üretir. Bu durum, palet tahriki nedeniyle traktörün ağırlığının daha geniş bir alana dağıtılmasıyla açıklanmaktadır. Ve biz bunu belirledik Destek alanı ne kadar büyük olursa, aynı kuvvetin bu destek üzerinde oluşturduğu basınç da o kadar az olur .

Düşük veya yüksek basınca ihtiyaç duyulmasına bağlı olarak destek alanı artar veya azalır. Örneğin toprağın inşa edilen binanın basıncına dayanabilmesi için temelin alt kısmının alanı arttırılır.

Kamyon lastikleri ve uçak şasileri binek lastiklerine göre çok daha geniş yapılmıştır. Çöllerde sürüş için tasarlanan arabaların lastikleri özellikle geniş yapılmıştır.

Traktör, tank veya bataklık aracı gibi geniş bir palet destek alanına sahip ağır araçlar, bir kişinin geçemeyeceği bataklık alanlardan geçer.

Öte yandan, küçük bir yüzey alanıyla, küçük bir kuvvetle büyük miktarda basınç oluşturulabilir. Örneğin, bir tahtaya bir düğmeye bastığımızda, ona yaklaşık 50 N'luk bir kuvvetle etki ediyoruz. Düğmenin uç alanı yaklaşık 1 mm2 olduğundan, ürettiği basınç şuna eşittir:

p = 50 N / 0,000 001 m2 = 50.000.000 Pa = 50.000 kPa.

Karşılaştırma yapmak gerekirse, bu basınç, paletli bir traktörün toprağa uyguladığı basınçtan 1000 kat daha fazladır. Bunun gibi daha birçok örnek bulabilirsiniz.

Kesici aletlerin bıçakları ve delici aletlerin (bıçak, makas, kesici, testere, iğne vb.) uçları özel olarak bilenmiştir. Keskin bir bıçağın keskin kenarı küçük bir alana sahiptir, bu nedenle küçük bir kuvvet bile çok fazla basınç oluşturur ve bu aletle çalışmak kolaydır.

Canlı doğada kesici ve delici aletler de bulunur: bunlar dişler, pençeler, gagalar, sivri uçlar vb. - hepsi sert malzemeden yapılmıştır, pürüzsüz ve çok keskindir.

Basınç

Gaz moleküllerinin rastgele hareket ettiği bilinmektedir.

Gazların, katı ve sıvılardan farklı olarak bulundukları kabın tamamını doldurduğunu zaten biliyoruz. Örneğin, gazları depolamak için kullanılan çelik bir silindir, bir araba lastiği iç lastiği veya bir voleybol topu. Bu durumda gaz, silindirin, haznenin veya içinde bulunduğu herhangi bir gövdenin duvarlarına, tabanına ve kapağına basınç uygular. Gaz basıncı, katı bir cismin mesnet üzerindeki basıncı dışındaki nedenlerden kaynaklanmaktadır.

Gaz moleküllerinin rastgele hareket ettiği bilinmektedir. Hareket ettikçe hem birbirleriyle hem de gaz içeren kabın duvarlarıyla çarpışırlar. Bir gazın içinde çok sayıda molekül vardır ve bu nedenle bunların etkilerinin sayısı da çok fazladır. Örneğin bir odadaki hava moleküllerinin 1 cm2 alana sahip bir yüzeye 1 saniyede çarpma sayısı yirmi üç basamaklı bir sayı olarak ifade edilir. Tek bir molekülün darbe kuvveti küçük olmasına rağmen, tüm moleküllerin kabın duvarları üzerindeki etkisi önemlidir; gaz basıncı yaratır.

Bu yüzden, Kabın duvarlarındaki (ve gazın içine yerleştirilen gövdedeki) gaz basıncı, gaz moleküllerinin çarpmasından kaynaklanır. .

Aşağıdaki deneyi düşünün. Hava pompası çanının altına lastik bir top yerleştirin. Az miktarda hava içerir ve düzensiz bir şekle sahiptir. Daha sonra zilin altından havayı dışarı pompalıyoruz. Topun etrafındaki havanın giderek seyreldiği kabuğu yavaş yavaş şişer ve normal bir top şeklini alır.

Bu deneyim nasıl açıklanır?

Basınçlı gazın depolanması ve taşınması için özel dayanıklı çelik silindirler kullanılır.

Deneyimizde hareketli gaz molekülleri sürekli olarak topun iç ve dış duvarlarına çarpmaktadır. Hava dışarı pompalandığında topun kabuğunu çevreleyen çan içindeki molekül sayısı azalır. Ancak topun içinde sayıları değişmiyor. Dolayısıyla moleküllerin kabuğun dış duvarlarına çarpma sayısı, iç duvarlarına çarpma sayısından daha az olur. Top, kauçuk kabuğunun elastik kuvveti gaz basıncı kuvvetine eşit oluncaya kadar şişer. Topun kabuğu top şeklini alır. Bu şunu gösteriyor gaz duvarlarına her yöne eşit şekilde baskı yapar. Başka bir deyişle yüzey alanının santimetre karesine düşen moleküler darbe sayısı her yönde aynıdır. Her yönde aynı basınç, bir gazın karakteristik özelliğidir ve çok sayıda molekülün rastgele hareketinin bir sonucudur.

Gazın hacmini azaltmaya çalışalım, ancak kütlesi değişmeden kalsın. Bu, gazın her santimetreküpünde daha fazla molekül olacağı, gazın yoğunluğunun artacağı anlamına gelir. Daha sonra moleküllerin duvarlara çarpma sayısı artacak, yani gaz basıncı artacaktır. Bu deneyimle doğrulanabilir.

Resimde A bir ucu ince bir kauçuk filmle kapatılmış bir cam tüpü göstermektedir. Borunun içine bir piston yerleştirilir. Piston içeri doğru hareket ettiğinde tüpteki havanın hacmi azalır, yani gaz sıkıştırılır. Kauçuk film dışarı doğru kıvrılarak tüpteki hava basıncının arttığını gösterir.

Tam tersine aynı gaz kütlesinin hacmi arttıkça her santimetreküpteki molekül sayısı azalır. Bu, kabın duvarlarına olan darbelerin sayısını azaltacaktır - gaz basıncı azalacaktır. Nitekim piston tüpten dışarı çekildiğinde havanın hacmi artar ve film kabın içinde bükülür. Bu, tüpteki hava basıncının azaldığını gösterir. Tüpte hava yerine başka bir gaz olsaydı da aynı olay gözlemlenirdi.

Bu yüzden, Bir gazın kütlesi ve sıcaklığı değişmemek koşuluyla, hacmi azaldığında basıncı artar, hacmi arttığında basıncı azalır.

Sabit hacimde ısıtılan bir gazın basıncı nasıl değişir? Isıtıldığında gaz moleküllerinin hızının arttığı bilinmektedir. Daha hızlı hareket eden moleküller kabın duvarlarına daha sık çarpacaktır. Ayrıca molekülün duvara her darbesi daha güçlü olacaktır. Sonuç olarak, kabın duvarları daha fazla basınçla karşılaşacaktır.

Buradan, Gaz sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, kapalı bir kaptaki gaz basıncı da o kadar büyük olur Gaz kütlesi ve hacminin değişmemesi şartıyla.

Bu deneylerden genel olarak şu sonuca varılabilir: Moleküller kabın duvarlarına ne kadar sık ​​ve sert çarparsa gaz basıncı da o kadar artar. .

Gazları depolamak ve taşımak için yüksek oranda sıkıştırılırlar. Aynı zamanda basınçları da artar, gazların özel, çok dayanıklı silindirler içine alınması gerekir. Bu tür silindirler örneğin denizaltılarda basınçlı hava ve metallerin kaynaklanmasında kullanılan oksijeni içerir. Elbette gaz tüplerinin özellikle gazla dolu olduklarında ısıtılamayacağını her zaman unutmamalıyız. Çünkü zaten anladığımız gibi, çok hoş olmayan sonuçlar doğurabilecek bir patlama meydana gelebilir.

Pascal yasası.

Basınç sıvı veya gazın her noktasına iletilir.

Pistonun basıncı, bilyayı dolduran sıvının her noktasına iletilir.

Şimdi gaz.

Katılardan farklı olarak, bireysel katmanlar ve küçük sıvı ve gaz parçacıkları, birbirlerine göre her yönde serbestçe hareket edebilir. Örneğin bir bardaktaki suyun yüzeyine hafifçe üflemek suyun hareket etmesini sağlamak için yeterlidir. Bir nehir veya gölde en ufak bir esinti bile dalgalanmalara neden olur.

Gaz ve sıvı parçacıklarının hareketliliği şunu açıklar: üzerlerine uygulanan basınç sadece kuvvet yönünde değil her noktaya iletilir. Bu fenomeni daha ayrıntılı olarak ele alalım.

Resimde, A gaz (veya sıvı) içeren bir kabı tasvir eder. Parçacıklar kabın her tarafına eşit şekilde dağıtılır. Kap yukarı aşağı hareket edebilen bir pistonla kapatılmıştır.

Bir miktar kuvvet uygulayarak pistonu hafifçe içeri doğru hareket etmeye zorlayacağız ve hemen altında bulunan gazı (sıvıyı) sıkıştıracağız. Daha sonra parçacıklar (moleküller) bu yerde eskisinden daha yoğun bir şekilde yerleşecektir (Şekil, b). Hareketlilik nedeniyle gaz parçacıkları her yöne hareket edecektir. Sonuç olarak, dizilişleri yine tek biçimli hale gelecek, ancak öncekinden daha yoğun hale gelecektir (Şekil c). Bu nedenle gaz basıncı her yerde artacaktır. Bu, gaz veya sıvının tüm parçacıklarına ilave basıncın iletildiği anlamına gelir. Yani, pistonun yakınındaki gaz (sıvı) üzerindeki basınç 1 Pa artarsa, o zaman her noktada içeri gaz veya sıvı, basınç öncekinden aynı miktarda daha yüksek olacaktır. Kabın duvarları, tabanı ve pistonundaki basınç 1 Pa artacaktır.

Bir sıvı ya da gaza uygulanan basınç her yöne eşit olarak iletilir. .

Bu açıklamaya denir Pascal yasası.

Pascal kanununa dayanarak aşağıdaki deneyleri açıklamak kolaydır.

Resimde çeşitli yerlerinde küçük delikler bulunan içi boş bir top gösterilmektedir. İçine bir pistonun yerleştirildiği topa bir tüp bağlanmıştır. Bir topu suyla doldurup borunun içine bir piston iterseniz, toptaki tüm deliklerden su akacaktır. Bu deneyde bir piston, bir tüp içindeki suyun yüzeyine baskı yapıyor. Pistonun altında bulunan su parçacıkları yoğunlaşarak basıncını daha derindeki diğer katmanlara aktarır. Böylece pistonun basıncı bilyeyi dolduran akışkanın her noktasına iletilir. Sonuç olarak, suyun bir kısmı, tüm deliklerden akan aynı akışlar şeklinde topun dışına itilir.

Top dumanla doldurulursa, piston tüpün içine itildiğinde, toptaki tüm deliklerden eşit miktarda duman çıkmaya başlayacaktır. Bu şunu doğruluyor Gazlar üzerlerine uygulanan basıncı her yöne eşit olarak iletir.

Sıvı ve gazdaki basınç.

Sıvının ağırlığının etkisi altında tüpteki kauçuk taban bükülecektir.

Sıvılar da dünyadaki tüm cisimler gibi yerçekiminden etkilenir. Bu nedenle, bir kaba dökülen her sıvı tabakası, ağırlığıyla birlikte basınç oluşturur ve bu, Pascal yasasına göre her yöne iletilir. Bu nedenle sıvının içinde basınç vardır. Bu deneyimle doğrulanabilir.

Alt deliği ince bir lastik filmle kapatılmış bir cam tüpe su dökün. Sıvının ağırlığının etkisi altında tüpün tabanı bükülecektir.

Deneyimler, su sütununun kauçuk filmin üzerinde ne kadar yüksek olursa, o kadar çok büküldüğünü göstermektedir. Ancak kauçuk tabanın bükülmesinden sonra her seferinde tüpteki su dengeye gelir (durur), çünkü yerçekimi kuvvetine ek olarak gerilmiş kauçuk filmin elastik kuvveti de suya etki eder.

İllüstrasyon.

Alt kısım, üzerindeki yerçekimi basıncı nedeniyle silindirden uzaklaşır.

İçine suyun döküldüğü kauçuk tabanlı tüpü, suyla daha geniş başka bir kaba indirelim. Tüp indirildikçe kauçuk filmin yavaş yavaş düzeldiğini göreceğiz. Filmin tamamen düzleştirilmesi, ona yukarıdan ve aşağıdan etki eden kuvvetlerin eşit olduğunu gösterir. Filmin tamamen düzleştirilmesi, tüp ve kaptaki su seviyeleri çakıştığında gerçekleşir.

Aynı deney, şekil a'da gösterildiği gibi, yan deliğini lastik bir filmle kaplayan bir tüp ile gerçekleştirilebilir. Bu tüpü su dolu başka bir kaba şekilde gösterildiği gibi batıralım, B. Tüpteki ve kaptaki su seviyeleri eşit olur olmaz filmin tekrar düzeleceğini fark edeceğiz. Bu, kauçuk filme etki eden kuvvetlerin her tarafta aynı olduğu anlamına gelir.

Dibi düşebilecek bir kabı ele alalım. Bir kavanoz suya koyalım. Alt kısım kabın kenarına sıkıca bastırılacak ve düşmeyecektir. Aşağıdan yukarıya doğru yönlendirilen su basıncı kuvveti ile bastırılır.

Suyu dikkatlice kabın içine döküp dibini izleyeceğiz. Kaptaki su seviyesi kavanozdaki su seviyesi ile çakıştığı anda kaptan uzaklaşacaktır.

Ayırma anında, kaptaki bir sıvı sütunu yukarıdan aşağıya doğru baskı yapar ve aynı yükseklikte ancak kavanozun içinde bulunan bir sıvı sütununun basıncı aşağıdan yukarıya doğru iletilir. Bu basınçların her ikisi de aynıdır ancak alt kısım, kendi yerçekiminin etkisi nedeniyle silindirden uzaklaşır.

Su ile yapılan deneyler yukarıda anlatılmıştı ancak su yerine başka bir sıvı alırsanız deneyin sonuçları aynı olacaktır.

Yani deneyler şunu gösteriyor Sıvının içinde basınç vardır ve aynı seviyede her yönde eşittir. Basınç derinlikle birlikte artar.

Gazların da ağırlıkları olması nedeniyle bu açıdan sıvılardan hiçbir farkı yoktur. Ancak gazın yoğunluğunun sıvının yoğunluğundan yüzlerce kat daha az olduğunu unutmamalıyız. Kaptaki gazın ağırlığı küçüktür ve çoğu durumda "ağırlık" basıncı göz ardı edilebilir.

Bir kabın tabanındaki ve duvarlarındaki sıvı basıncının hesaplanması.

Bir kabın tabanındaki ve duvarlarındaki sıvı basıncının hesaplanması.

Bir sıvının kabın tabanı ve duvarları üzerindeki basıncını nasıl hesaplayabileceğinizi düşünelim. Öncelikle dikdörtgen paralelyüzlü bir kabın problemini çözelim.

Güç F Bu kaba dökülen sıvının tabanına bastırdığı ağırlık, ağırlığa eşittir P kaptaki sıvı. Bir sıvının ağırlığı kütlesi bilinerek belirlenebilir M. Bildiğiniz gibi kütle aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir: m = ρ·V. Seçtiğimiz kaba dökülen sıvının hacmini hesaplamak kolaydır. Bir kaptaki sıvı sütununun yüksekliği harfle gösteriliyorsa H ve geminin tabanının alanı S, O V = S h.

Sıvı kütle m = ρ·V, veya m = ρ S h .

Bu sıvının ağırlığı P = gram, veya P = g ρ S h.

Bir sıvı sütununun ağırlığı, sıvının kabın tabanına uyguladığı kuvvete eşit olduğundan, ağırlığı bölerek P Meydana S sıvı basıncını elde ederiz P:

p = P/S veya p = g·ρ·S·h/S,

Kabın tabanındaki sıvının basıncını hesaplamak için bir formül elde ettik. Bu formülden açıkça görülüyor ki kabın tabanındaki sıvının basıncı yalnızca sıvı sütununun yoğunluğuna ve yüksekliğine bağlıdır.

Bu nedenle elde edilen formülü kullanarak kaba dökülen sıvının basıncını hesaplayabilirsiniz. herhangi bir şekil(Kesinlikle konuşursak, hesaplamamız yalnızca düz prizma ve silindir şeklindeki kaplar için uygundur. Enstitüdeki fizik derslerinde formülün isteğe bağlı şekle sahip bir kap için de geçerli olduğu kanıtlanmıştır). Ayrıca kabın duvarlarındaki basıncı hesaplamak için de kullanılabilir. Aynı derinlikteki basınç tüm yönlerde aynı olduğundan, aşağıdan yukarıya doğru basınç da dahil olmak üzere sıvı içindeki basınç da bu formül kullanılarak hesaplanır.

Formülü kullanarak basıncı hesaplarken p = gρh yoğunluğa ihtiyacın var ρ metreküp başına kilogram (kg/m3) olarak ifade edilir ve sıvı sütununun yüksekliği H- metre (m) cinsinden, G= 9,8 N/kg ise basınç paskal (Pa) cinsinden ifade edilecektir.

Örnek. Yağ kolonunun yüksekliği 10 m ve yoğunluğu 800 kg/m3 olduğuna göre tankın tabanındaki yağ basıncını belirleyiniz.

Sorunun durumunu yazıp yazalım.

Verilen :

ρ = 800 kg/m3

Çözüm :

p = 9,8 N/kg · 800 kg/m3 · 10 m ≈ 80,000 Pa ≈ 80 kPa.

Cevap : p ≈ 80 kPa.

İletişim kuran gemiler.

İletişim kuran gemiler.

Şekilde birbirine kauçuk bir tüple bağlanan iki kap gösterilmektedir. Bu tür gemilere denir iletişim kurmak. Sulama kabı, çaydanlık, cezve iletişim kuran kaplara örnektir. Deneyimlerimizden, örneğin bir sulama kabına dökülen suyun, ağızda ve içeride her zaman aynı seviyede olduğunu biliyoruz.

Aşağıdaki basit deney iletişim kuran kaplarla yapılabilir. Deneyin başında lastik tüpü ortasından sıkıştırıyoruz ve tüplerden birine su döküyoruz. Daha sonra kelepçeyi açıyoruz ve her iki tüpteki su yüzeyleri aynı seviyeye gelene kadar su anında diğer tüpe akıyor. Tüplerden birini tripoda takabilir, diğerini farklı yönlere kaldırabilir, indirebilir veya eğebilirsiniz. Ve bu durumda sıvı sakinleştiği anda her iki tüpteki seviyeleri eşitlenecektir.

Herhangi bir şekil ve kesitteki iletişim kaplarında, homojen bir sıvının yüzeyleri aynı seviyeye ayarlanır(sıvı üzerindeki hava basıncının aynı olması şartıyla) (Şek. 109).

Bu şu şekilde gerekçelendirilebilir. Sıvı bir kaptan diğerine hareket etmeden hareketsizdir. Bu, her iki kaptaki basıncın herhangi bir seviyede aynı olduğu anlamına gelir. Her iki kaptaki sıvı aynıdır, yani aynı yoğunluğa sahiptir. Bu nedenle yükseklikleri aynı olmalıdır. Bir kabı kaldırdığımızda veya içine sıvı eklediğimizde içindeki basınç artar ve basınçlar dengelenene kadar sıvı başka bir kaba geçer.

Bağlantılı kaplardan birine aynı yoğunlukta bir sıvı dökülürse ve ikinciye başka yoğunlukta bir sıvı dökülürse, dengede bu sıvıların seviyeleri aynı olmayacaktır. Ve bu anlaşılabilir bir durum. Kabın tabanındaki sıvının basıncının kolonun yüksekliği ve sıvının yoğunluğu ile doğru orantılı olduğunu biliyoruz. Ve bu durumda sıvıların yoğunlukları farklı olacaktır.

Basınçlar eşitse, daha yüksek yoğunluklu bir sıvı sütununun yüksekliği, daha düşük yoğunluklu bir sıvı sütununun yüksekliğinden daha az olacaktır (Şekil).

Deneyim. Hava kütlesi nasıl belirlenir?

Hava ağırlığı. Atmosfer basıncı.

Atmosfer basıncının varlığı.

Atmosfer basıncı, kaptaki seyreltilmiş havanın basıncından daha yüksektir.

Dünyadaki herhangi bir cisim gibi hava da yerçekiminden etkilenir ve bu nedenle havanın ağırlığı vardır. Kütlesini biliyorsanız havanın ağırlığını hesaplamak kolaydır.

Size hava kütlesinin nasıl hesaplanacağını deneysel olarak göstereceğiz. Bunu yapmak için, stoperli dayanıklı bir cam top ve kelepçeli bir lastik tüp almanız gerekir. İçindeki havayı dışarı pompalayalım, boruyu kelepçeyle sıkıştıralım ve terazi üzerinde dengeleyelim. Daha sonra lastik borunun üzerindeki kelepçeyi açarak içine hava girmesini sağlayın. Bu da terazinin dengesini bozacaktır. Bunu geri yüklemek için, terazinin diğer kefesine, kütlesi topun hacmindeki hava kütlesine eşit olacak ağırlıklar koymanız gerekecektir.

Deneyler, 0 °C sıcaklıkta ve normal atmosfer basıncında 1 m3 hacimli hava kütlesinin 1,29 kg'a eşit olduğunu tespit etmiştir. Bu havanın ağırlığını hesaplamak kolaydır:

P = g m, P = 9,8 N/kg 1,29 kg ≈ 13 N.

Dünyayı çevreleyen hava kabuğuna ne ad verilir? atmosfer (Yunanca'dan atmosfer- buhar, hava ve küre- top).

Yapay Dünya uydularının uçuş gözlemlerinin gösterdiği gibi, atmosfer birkaç bin kilometre yüksekliğe kadar uzanıyor.

Yer çekimi nedeniyle atmosferin üst katmanları, tıpkı okyanus suyu gibi, alt katmanları sıkıştırır. Doğrudan Dünya'ya bitişik olan hava tabakası en fazla sıkıştırılır ve Pascal kanununa göre üzerine uygulanan basıncı her yöne iletir.

Bunun bir sonucu olarak, dünya yüzeyi ve üzerinde bulunan cisimler, havanın tüm kalınlığından gelen baskıya maruz kalır veya bu gibi durumlarda genellikle söylendiği gibi, basınç oluşur. Atmosfer basıncı .

Atmosfer basıncının varlığı yaşamda karşılaştığımız pek çok olguyu açıklayabilir. Bunlardan bazılarına bakalım.

Şekilde, içinde tüpün duvarlarına sıkı bir şekilde oturan bir piston bulunan bir cam tüp gösterilmektedir. Tüpün ucu suya indirilir. Pistonu kaldırırsanız arkasındaki su yükselecektir.

Bu fenomen su pompalarında ve diğer bazı cihazlarda kullanılır.

Şekil silindirik bir kabı göstermektedir. İçine musluklu bir tüpün yerleştirildiği bir tıpa ile kapatılır. Hava bir pompa yardımıyla tanktan dışarı pompalanır. Daha sonra tüpün ucu suya yerleştirilir. Şimdi musluğu açarsanız, su kabın içine çeşme gibi fışkıracaktır. Su, kaba girer çünkü atmosferik basınç, kaptaki seyreltilmiş havanın basıncından daha yüksektir.

Dünyanın hava zarfı neden var?

Tüm cisimler gibi, Dünya'nın hava zarfını oluşturan gaz molekülleri de Dünya'ya doğru çekilir.

Peki o zaman neden hepsi Dünya yüzeyine düşmüyor? Dünyanın hava zarfı ve atmosferi nasıl korunuyor? Bunu anlamak için gaz moleküllerinin sürekli ve rastgele hareket halinde olduğunu dikkate almamız gerekir. Ama sonra başka bir soru ortaya çıkıyor: Bu moleküller neden uzaya, yani uzaya uçmuyorlar?

Uzay gemisi veya roket gibi bir molekülün Dünya'yı tamamen terk edebilmesi için çok yüksek bir hıza (en az 11,2 km/s) sahip olması gerekir. Bu sözde ikinci kaçış hızı. Dünyanın hava kabuğundaki çoğu molekülün hızı, bu kaçış hızından önemli ölçüde daha düşüktür. Bu nedenle çoğu yerçekimi ile Dünya'ya bağlıdır, yalnızca ihmal edilebilir sayıda molekül Dünya'nın ötesinde uzaya uçar.

Moleküllerin rastgele hareketi ve yer çekiminin onlar üzerindeki etkisi, gaz moleküllerinin Dünya'nın yakınındaki uzayda "havada durmasına", bir hava zarfı veya bildiğimiz atmosfer oluşturmasına neden olur.

Ölçümler, hava yoğunluğunun yükseklikle birlikte hızla azaldığını gösteriyor. Yani, Dünya'dan 5,5 km yükseklikte, hava yoğunluğu Dünya yüzeyindeki yoğunluğundan 2 kat daha azdır, 11 km yükseklikte - 4 kat daha az vb. Ne kadar yüksek olursa, hava o kadar nadir olur. Ve son olarak, en üst katmanlarda (Dünya'dan yüzlerce ve binlerce kilometre yüksekte) atmosfer yavaş yavaş havasız uzaya dönüşür. Dünyanın hava zarfının net bir sınırı yoktur.

Kesin olarak konuşursak, yerçekiminin etkisi nedeniyle, herhangi bir kapalı kaptaki gaz yoğunluğu, kabın tüm hacmi boyunca aynı değildir. Kabın alt kısmında gaz yoğunluğu üst kısımlara göre daha fazladır, dolayısıyla kap içindeki basınç aynı değildir. Kabın alt kısmı üst kısmına göre daha büyüktür. Bununla birlikte, bir kapta bulunan bir gaz için, yoğunluk ve basınçtaki bu fark o kadar küçüktür ki, çoğu durumda, sadece bilindiği için tamamen göz ardı edilebilir. Ancak birkaç bin kilometreyi aşan bir atmosfer için bu fark önemlidir.

Atmosfer basıncının ölçülmesi. Torricelli'nin deneyimi.

Sıvı kolonun basıncını hesaplamak için kullanılan formülü kullanarak atmosferik basıncı hesaplamak imkansızdır (§ 38). Böyle bir hesaplama için atmosferin yüksekliğini ve hava yoğunluğunu bilmeniz gerekir. Ancak atmosferin kesin bir sınırı yoktur ve farklı yüksekliklerdeki havanın yoğunluğu farklıdır. Ancak atmosferik basınç, 17. yüzyılda İtalyan bir bilim adamının önerdiği bir deney kullanılarak ölçülebilir. Evangelista Torricelli , Galileo'nun öğrencisi.

Torricelli'nin deneyi aşağıdakilerden oluşur: Yaklaşık 1 m uzunluğunda, bir ucu kapalı bir cam tüp cıva ile doldurulur. Daha sonra tüpün ikinci ucu sıkıca kapatılarak ters çevrilir ve bir cıva kabının içine indirilir, burada tüpün bu ucu cıva seviyesinin altında açılır. Sıvı ile yapılan herhangi bir deneyde olduğu gibi, cıvanın bir kısmı bardağa dökülür ve bir kısmı tüpte kalır. Tüpte kalan cıva sütununun yüksekliği yaklaşık 760 mm'dir. Tüpün içinde cıvanın üzerinde hava yoktur, havasız bir boşluk vardır, dolayısıyla hiçbir gaz bu tüpün içindeki cıva sütununa yukarıdan basınç uygulamaz ve ölçümleri etkilemez.

Yukarıda anlatılan deneyi öneren Torricelli bunun açıklamasını da yapmıştır. Atmosfer fincandaki cıvanın yüzeyine baskı yapar. Merkür dengededir. Bu, tüpteki basıncın aynı seviyede olduğu anlamına gelir. ah 1 (şekle bakın) atmosferik basınca eşittir. Atmosfer basıncı değiştiğinde tüpteki cıva sütununun yüksekliği de değişir. Basınç arttıkça kolon uzar. Basınç azaldıkça cıva sütununun yüksekliği azalır.

Tüpün üst kısmında cıvanın üzerinde hava bulunmadığından tüpteki aa1 düzeyindeki basınç, tüpteki cıva sütununun ağırlığı tarafından oluşturulur. Şunu takip ediyor Atmosfer basıncı tüpteki cıva sütununun basıncına eşittir , yani

P bankamatik = P Merkür

Torricelli'nin deneyinde atmosferik basınç ne kadar yüksek olursa cıva sütunu da o kadar yüksek olur. Bu nedenle pratikte atmosferik basınç, cıva sütununun yüksekliğiyle (milimetre veya santimetre cinsinden) ölçülebilir. Örneğin atmosfer basıncı 780 mm Hg ise. Sanat. (“milimetre cıva” derler), bu, havanın 780 mm yüksekliğindeki dikey bir cıva sütunuyla aynı basıncı ürettiği anlamına gelir.

Dolayısıyla bu durumda atmosfer basıncının ölçü birimi 1 milimetre cıvadır (1 mm Hg). Bu birim ile bildiğimiz birim arasındaki ilişkiyi bulalım - paskal(Baba).

1 mm yüksekliğinde bir cıva sütununun ρ cıva basıncı şuna eşittir:

P = g·ρ·h, P= 9,8 N/kg · 13.600 kg/m3 · 0,001 m ≈ 133,3 Pa.

Yani 1 mmHg. Sanat. = 133,3 Pa.

Şu anda atmosferik basınç genellikle hektopaskal (1 hPa = 100 Pa) cinsinden ölçülmektedir. Örneğin, hava durumu raporları basıncın 1013 hPa olduğunu, yani 760 mmHg'ye eşit olduğunu bildirebilir. Sanat.

Tüpün içindeki cıva sütununun yüksekliğini her gün gözlemleyen Torricelli, bu yüksekliğin değiştiğini yani atmosfer basıncının sabit olmadığını, artıp azalabildiğini keşfetti. Torricelli ayrıca atmosferik basıncın hava koşullarındaki değişikliklerle ilişkili olduğunu da belirtti.

Torricelli'nin deneyinde kullanılan cıva tüpüne dikey bir terazi takarsanız en basit cihazı elde edersiniz: cıva barometresi (Yunanca'dan barolar- ağırlık, metre- Ölçüyorum). Atmosfer basıncını ölçmek için kullanılır.

Barometre - aneroid.

Pratikte atmosferik basıncı ölçmek için metal barometre adı verilen metal bir barometre kullanılır. aneroid (Yunancadan tercüme edilmiştir - aneroid). İçinde cıva bulunmadığından barometreye bu ad verilmiştir.

Aneroidin görünümü şekilde gösterilmiştir. Ana kısmı dalgalı (oluklu) yüzeye sahip metal bir kutudur (1) (diğer şekle bakın). Bu kutudan hava pompalanır ve atmosferik basıncın kutuyu ezmesini önlemek için kapağı (2) bir yay tarafından yukarı doğru çekilir. Atmosfer basıncı arttıkça kapak aşağı doğru eğilir ve yayı sıkıştırır. Basınç azaldıkça yay, kapağı düzleştirir. Basınç değiştiğinde sağa veya sola hareket eden bir aktarma mekanizması (3) kullanılarak yaya bir ok işareti (4) tutturulur. Okun altında, bölümleri cıva barometresinin okumalarına göre işaretlenmiş bir ölçek vardır. Böylece, aneroid iğnesinin (şekle bakın) karşısında durduğu 750 sayısı, cıva barometresinde o anda cıva sütununun yüksekliğinin 750 mm olduğunu göstermektedir.

Bu nedenle atmosfer basıncı 750 mmHg'dir. Sanat. veya ≈ 1000 hPa.

Atmosfer basıncındaki değişiklikler hava koşullarındaki değişikliklerle ilişkili olduğundan, atmosferik basıncın değeri önümüzdeki günlerde hava durumunu tahmin etmek için çok önemlidir. Barometre meteorolojik gözlemler için gerekli bir araçtır.

Farklı yüksekliklerde atmosfer basıncı.

Bir sıvıda basınç, bildiğimiz gibi, sıvının yoğunluğuna ve sütununun yüksekliğine bağlıdır. Düşük sıkıştırılabilirlik nedeniyle sıvının farklı derinliklerdeki yoğunluğu hemen hemen aynıdır. Bu nedenle basıncı hesaplarken yoğunluğunu sabit olarak kabul ediyoruz ve yalnızca yükseklikteki değişimi hesaba katıyoruz.

Gazlarla ilgili durum daha karmaşıktır. Gazlar oldukça sıkıştırılabilir. Gaz ne kadar sıkıştırılırsa yoğunluğu da o kadar artar ve ürettiği basınç da artar. Sonuçta gaz basıncı, moleküllerinin vücut yüzeyine çarpmasıyla oluşur.

Dünyanın yüzeyindeki hava katmanları, üstlerinde bulunan tüm hava katmanları tarafından sıkıştırılır. Ancak hava tabakası yüzeyden ne kadar yüksek olursa, sıkıştırılması o kadar zayıf olur, yoğunluğu da o kadar düşük olur. Bu nedenle daha az basınç üretir. Örneğin bir balon Dünya yüzeyinin üzerine çıkarsa, balon üzerindeki hava basıncı azalır. Bunun nedeni yalnızca üzerindeki hava sütununun yüksekliğinin azalması değil, aynı zamanda havanın yoğunluğunun da azalmasıdır. Üst kısmı alt kısmına göre daha küçüktür. Bu nedenle hava basıncının rakıma bağımlılığı sıvılarınkinden daha karmaşıktır.

Gözlemler deniz seviyesindeki bölgelerde atmosfer basıncının ortalama 760 mm Hg olduğunu göstermektedir. Sanat.

0°C sıcaklıkta 760 mm yüksekliğindeki bir cıva sütununun basıncına eşit olan atmosfer basıncına normal atmosfer basıncı denir..

Normal atmosfer basıncı 101.300 Pa = 1013 hPa'ya eşittir.

Deniz seviyesinden yükseklik ne kadar yüksek olursa basınç da o kadar düşük olur.

Küçük tırmanışlarda ortalama olarak her 12 m'lik yükselişte basınç 1 mmHg azalır. Sanat. (veya 1,33 hPa kadar).

Basıncın rakıma bağımlılığını bilerek, barometre okumalarını değiştirerek deniz seviyesinden rakımı belirleyebilirsiniz. Deniz seviyesinden yüksekliğin doğrudan ölçülebildiği bir ölçeğe sahip olan aneroidlere denir. altimetre . Havacılıkta ve dağcılıkta kullanılırlar.

Basınç ölçerler.

Barometrelerin atmosfer basıncını ölçmek için kullanıldığını zaten biliyoruz. Atmosfer basıncından daha büyük veya daha düşük basınçları ölçmek için kullanılır. basınç ölçerler (Yunanca'dan mano- nadir, gevşek, metre- Ölçüyorum). Basınç göstergeleri var sıvı Ve metal.

Önce cihazı ve eylemi ele alalım açık sıvı basınç göstergesi. İçine bir miktar sıvının döküldüğü iki ayaklı bir cam tüpten oluşur. Sıvı, her iki dirseğe aynı seviyede monte edilir, çünkü kabın dirseklerindeki yüzeyine yalnızca atmosferik basınç etki eder.

Böyle bir manometrenin nasıl çalıştığını anlamak için, bir tarafı lastik filmle kaplı yuvarlak, düz bir kutuya lastik bir tüple bağlanabilir. Parmağınızı filmin üzerine bastığınızda kutuya bağlı manometre dirseğindeki sıvı seviyesi azalacak, diğer dirsekteki sıvı seviyesi ise artacaktır. Bunu ne açıklıyor?

Filme basıldığında kutudaki hava basıncı artar. Pascal kanununa göre basınçtaki bu artış, kutuya bağlı manometre dirseğindeki sıvıya iletilir. Bu nedenle, bu dirsekteki sıvı üzerindeki basınç, yalnızca atmosferik basıncın sıvıya etki ettiği diğer dirsektekinden daha büyük olacaktır. Bu aşırı basıncın etkisi altında sıvı hareket etmeye başlayacaktır. Basınçlı havanın olduğu dirseğe sıvı düşecek, diğerinde ise yükselecektir. Basınçlı havanın aşırı basıncı, manometrenin diğer ayağındaki fazla sıvı sütununun ürettiği basınçla dengelendiğinde sıvı dengeye gelecektir (duracaktır).

Filme ne kadar sert bastırırsanız, fazla sıvı sütunu o kadar yüksek olur, basıncı da o kadar büyük olur. Buradan, basınçtaki değişiklik bu fazla kolonun yüksekliğine göre değerlendirilebilir.

Şekil böyle bir basınç göstergesinin bir sıvının içindeki basıncı nasıl ölçebildiğini göstermektedir. Tüp sıvıya ne kadar derine daldırılırsa manometre dirseklerindeki sıvı kolonlarının yükseklik farkı da o kadar artar. bu nedenle ve sıvı tarafından daha fazla basınç üretilir.

Cihaz kutusunu sıvının içinde belirli bir derinliğe yerleştirirseniz ve filmi yukarı, yana ve aşağı bakacak şekilde çevirirseniz manometre okumaları değişmeyecektir. Böyle olması gerekiyor çünkü Bir sıvının içinde aynı seviyede basınç her yönde eşittir.

Resim gösteriyor metal basınç göstergesi . Böyle bir basınç göstergesinin ana kısmı, bir boruya bükülmüş metal bir borudur. 1 bir ucu kapalıdır. Bir musluk kullanarak tüpün diğer ucu 4 basıncın ölçüldüğü kap ile iletişim kurar. Basınç arttıkça boru bükülür. Bir kol kullanarak kapalı ucunun hareketi 5 ve dişler 3 oka iletildi 2 , alet skalasının yakınında hareket ediyor. Basınç azaldığında tüp esnekliği nedeniyle önceki konumuna döner ve ok, ölçeğin sıfır bölümüne döner.

Pistonlu sıvı pompası.

Daha önce ele aldığımız deneyde (§ 40), cam tüpteki suyun atmosferik basıncın etkisi altında pistonun arkasında yukarıya doğru yükseldiği tespit edildi. Eylemin temeli budur. piston pompalar

Pompa şekilde şematik olarak gösterilmiştir. İçinde bir pistonun yukarı ve aşağı hareket ettiği, kabın duvarlarına sıkıca bitişik bir silindirden oluşur. 1 . Valfler silindirin altına ve pistonun kendisine monte edilir 2 , yalnızca yukarıya doğru açılıyor. Piston yukarı doğru hareket ettiğinde atmosferik basıncın etkisi altındaki su boruya girer, alt valfi kaldırır ve pistonun arkasına doğru hareket eder.

Piston aşağı doğru hareket ettikçe pistonun altındaki su alt valfe baskı yapar ve kapanır. Aynı zamanda su basıncı altında pistonun içindeki bir valf açılır ve pistonun üzerindeki boşluğa su akar. Pistonun bir sonraki yukarı hareketinde üzerindeki su da yükselir ve çıkış borusuna dökülür. Aynı zamanda pistonun arkasında, piston daha sonra indirildiğinde üzerinde görünecek olan yeni bir su kısmı yükselir ve tüm bu prosedür, pompa çalışırken tekrar tekrar tekrarlanır.

Hidrolik baskı.

Pascal yasası eylemi açıklıyor hidrolik makine (Yunanca'dan hidrolik- su). Bunlar, çalışması sıvıların hareket kanunlarına ve dengesine dayanan makinelerdir.

Bir hidrolik makinenin ana kısmı, pistonlar ve bir bağlantı borusuyla donatılmış, farklı çaplarda iki silindirdir. Pistonların ve borunun altındaki boşluk sıvıyla (genellikle madeni yağ) doldurulur. Her iki silindirdeki sıvı sütunlarının yükseklikleri, pistonlara herhangi bir kuvvet uygulanmadığı sürece aynıdır.

Şimdi kuvvetlerin olduğunu varsayalım. F 1 ve F 2 - pistonlara etki eden kuvvetler, S 1 ve S 2 - piston alanları. İlk (küçük) pistonun altındaki basınç şuna eşittir: P 1 = F 1 / S 1 ve ikincinin altında (büyük) P 2 = F 2 / S 2. Pascal kanununa göre basınç, durgun haldeki bir akışkan tarafından her yöne eşit olarak iletilir. P 1 = P 2 veya F 1 / S 1 = F 2 / S 2, nereden:

F 2 / F 1 = S 2 / S 1 .

Bu nedenle gücü F 2 birçok kez daha fazla güç F 1 , Büyük pistonun alanı küçük pistonun alanından kaç kat daha büyüktür?. Örneğin büyük pistonun alanı 500 cm2, küçük pistonun alanı 5 cm2 ise ve küçük pistona 100 N'luk bir kuvvet etki ediyorsa, bunun 100 katı yani 10.000 N'luk bir kuvvet uygulanacaktır. daha büyük pistona etki eder.

Böylece hidrolik bir makine yardımıyla daha büyük bir kuvveti küçük bir kuvvetle dengelemek mümkün olur.

Davranış F 1 / F 2 güçteki artışı gösterir. Örneğin verilen örnekte mukavemet kazancı 10.000 N / 100 N = 100'dür.

Presleme (sıkma) işinde kullanılan hidrolik makineye ne ad verilir? hidrolik baskı .

Daha fazla kuvvetin gerekli olduğu yerlerde hidrolik presler kullanılır. Örneğin yağ fabrikalarında tohumlardan yağ sıkmak için, kontrplak, karton, saman preslemek için. Metalurji tesislerinde, çelik makine milleri, demiryolu tekerlekleri ve diğer birçok ürünün yapımında hidrolik presler kullanılır. Modern hidrolik presler onlarca ve yüz milyonlarca Newton'luk kuvvetler geliştirebilir.

Şekilde hidrolik presin yapısı şematik olarak gösterilmiştir. Preslenmiş gövde 1 (A), büyük pistona 2 (B) bağlanan bir platform üzerine yerleştirilir. Küçük bir piston 3 (D) yardımıyla sıvı üzerinde yüksek basınç oluşturulur. Bu basınç, silindirleri dolduran akışkanın her noktasına iletilir. Bu nedenle aynı basınç ikinci, daha büyük pistona da etki eder. Ancak 2. (büyük) pistonun alanı küçük olanın alanından daha büyük olduğundan, ona etki eden kuvvet, piston 3'e (D) etki eden kuvvetten daha büyük olacaktır. Bu kuvvetin etkisi altında piston 2 (B) yükselecektir. Piston 2 (B) yükseldiğinde gövde (A) sabit üst platforma yaslanır ve sıkıştırılır. Manometre 4 (M) akışkan basıncını ölçer. Sıvı basıncı izin verilen değeri aştığında emniyet valfi 5 (P) otomatik olarak açılır.

Sıvı, küçük silindirden büyük silindire, küçük pistonun (3) (D) tekrarlanan hareketleri ile pompalanır. Bu şu şekilde yapılır. Küçük piston (D) yükseldiğinde 6 numaralı valf (K) açılır ve pistonun altındaki boşluğa sıvı emilir. Küçük piston sıvı basıncının etkisi altında indirildiğinde, valf 6 (K) kapanır ve valf 7 (K") açılır ve sıvı büyük kaba akar.

Su ve gazın, içine daldırılmış bir cisim üzerindeki etkisi.

Havada kaldırılması zor olan bir taşı su altında rahatlıkla kaldırabiliyoruz. Mantarı suyun altına koyarsanız ve elinizden bırakırsanız, mantar yüzeye çıkacaktır. Bu olgular nasıl açıklanabilir?

Sıvının kabın tabanına ve duvarlarına baskı yaptığını biliyoruz (§ 38). Ve eğer sıvının içine katı bir cisim yerleştirilirse, o da tıpkı kabın duvarları gibi basınca maruz kalacaktır.

Sıvının içine daldırılmış bir cisme etki eden kuvvetleri ele alalım. Akıl yürütmeyi kolaylaştırmak için, tabanları sıvının yüzeyine paralel olan paralel yüzlü bir gövde seçelim (Şek.). Vücudun yan yüzlerine etki eden kuvvetler çiftler halinde eşit ve birbirlerini dengeler. Bu kuvvetlerin etkisi altında vücut kasılır. Ancak cismin üst ve alt kenarlarına etki eden kuvvetler aynı değildir. Üst kenar yukarıdan kuvvetle bastırılır F 1 sütun yüksek sıvı H 1. Alt kenar seviyesinde basınç, yükseklikte bir sıvı sütunu üretir. H 2. Bu basınç, bildiğimiz gibi (§ 37), sıvının içinde her yöne iletilir. Sonuç olarak gövdenin alt yüzünde aşağıdan yukarıya doğru kuvvetle F 2 yüksek sıvı sütununa basar H 2. Ancak H 2 tane daha H 1, dolayısıyla kuvvet modülü F 2 güç modülü daha F 1. Bu nedenle vücut kuvvetle sıvının dışına itilir. F Vt, kuvvetler farkına eşit F 2 - F 1, yani

Ancak S·h = V, burada V paralel yüzün hacmidir ve ρ f ·V = m f paralel yüzün hacmindeki sıvının kütlesidir. Buradan, F dışarı = g m w = P w, yani kaldırma kuvveti, içine daldırılan cismin hacmindeki sıvının ağırlığına eşittir(Kaldırma kuvveti, içine daldırılan cismin hacmiyle aynı hacimdeki sıvının ağırlığına eşittir). Bir cismi sıvının dışına iten bir kuvvetin varlığını deneysel olarak tespit etmek kolaydır. Resimde A ucunda bir ok işareti bulunan bir yaydan asılı bir gövdeyi gösterir. Ok, tripod üzerindeki yayın gerginliğini gösterir. Vücut suya bırakıldığında yay büzülür (Şek. B). Yayın aynı kasılması, vücuda aşağıdan yukarıya doğru bir kuvvetle hareket ederseniz, örneğin elinizle bastırırsanız (kaldırırsanız) elde edilecektir. Bu nedenle deneyimler bunu doğruluyor sıvı içindeki bir cisme, cismi sıvının dışına iten bir kuvvet etki eder. Bildiğimiz gibi Pascal kanunu gazlar için de geçerlidir. Bu yüzden Gaz içindeki cisimler onları gazın dışına iten bir kuvvete maruz kalır. Bu kuvvetin etkisi altında balonlar yukarı doğru yükselir. Bir cismi gazın dışına iten bir kuvvetin varlığı deneysel olarak da gözlemlenebilir. Kısaltılmış terazi tavasından bir cam top veya tıpa ile kapatılmış büyük bir şişe asıyoruz. Terazi dengelidir. Daha sonra şişenin (veya topun) altına, şişenin tamamını çevreleyecek şekilde geniş bir kap yerleştirilir. Kap, yoğunluğu havanın yoğunluğundan daha büyük olan karbondioksit ile doldurulur (bu nedenle karbondioksit batar ve kabı doldurarak havayı oradan uzaklaştırır). Bu durumda terazilerin dengesi bozulur. Askıya alınmış şişenin bulunduğu bardak yukarı doğru yükselir (Şek.). Karbondioksite batırılmış bir şişe, havada ona etki eden kuvvetten daha büyük bir kaldırma kuvvetine maruz kalır. Bir cismi sıvı veya gazdan dışarı iten kuvvet, bu cisme uygulanan yerçekimi kuvvetinin tersi yöndedir.. Bu nedenle prolkosmos). İşte tam da bu yüzden bazen havada tutmakta zorlandığımız cisimleri suda kolaylıkla kaldırabiliyoruz. Yaydan küçük bir kova ve silindirik bir gövde asılıdır (Şek., a). Tripod üzerindeki bir ok yayın uzamasını gösterir. Vücudun havadaki ağırlığını gösterir. Gövde kaldırıldıktan sonra altına, döküm borusu seviyesine kadar sıvıyla doldurulmuş bir döküm kabı yerleştirilir. Bundan sonra vücut tamamen sıvıya daldırılır (Şek., b). burada hacmi vücudun hacmine eşit olan sıvının bir kısmı dökülür dökme kabından bardağa. Yay kasılır ve yay göstergesi yükselir, bu da sıvıdaki vücut ağırlığının azaldığını gösterir. Bu durumda, yerçekimine ek olarak, vücuda başka bir kuvvet etki ederek onu sıvının dışına iter. Üst kovaya bir bardaktan sıvı dökülürse (yani gövde tarafından yerinden edilen sıvı), yaylı ibre başlangıç ​​​​pozisyonuna geri dönecektir (Şekil, c). Bu deneyime dayanarak şu sonuca varılabilir: Tamamen sıvıya daldırılmış bir cismi dışarı iten kuvvet, bu cismin hacmindeki sıvının ağırlığına eşittir . Aynı sonuca § 48'de de ulaştık. Benzer bir deney bir miktar gaza batırılmış bir cisimle yapılsaydı, bu şunu gösterirdi: Bir cismi gazdan dışarı iten kuvvet aynı zamanda cismin hacmine giren gazın ağırlığına da eşittir . Cismi sıvı veya gaz halindeki bir ortamdan dışarı iten kuvvete denir. Arşimet kuvveti bilim adamının onuruna Arşimet , onun varlığına ilk işaret eden ve değerini hesaplayan kişidir. Dolayısıyla deneyim, Arşimet (veya kaldırma kuvveti) kuvvetinin vücut hacmindeki sıvının ağırlığına eşit olduğunu doğruladı; F bir = P f = gm Ve. Bir cisim tarafından yeri değiştirilen sıvı mf'nin kütlesi, yoğunluğu ρf ve sıvıya batırılan cismin hacmi Vt ile ifade edilebilir (çünkü Vf - cisim tarafından yeri değiştirilen sıvının hacmi Vt'ye eşittir - batırılan cismin hacmi) sıvı içinde), yani m f = ρ f ·V t. F bir= g·ρ Ve · V T Sonuç olarak Arşimet kuvveti, cismin içine daldırıldığı sıvının yoğunluğuna ve bu cismin hacmine bağlıdır. Ancak bu miktar, elde edilen formüle dahil edilmediğinden, örneğin sıvıya batırılan gövdenin maddesinin yoğunluğuna bağlı değildir. Şimdi bir sıvıya (veya gaza) batırılmış bir cismin ağırlığını belirleyelim. Bu durumda vücuda etki eden iki kuvvet zıt yönlere yönlendirildiğinden (yerçekimi kuvveti aşağı doğru ve Arşimet kuvveti yukarı doğru), o zaman P1 sıvısındaki vücudun ağırlığı, ağırlığının ağırlığından daha az olacaktır. boşluktaki vücut P = gram Arşimet kuvveti hakkında F bir = gm w (nerede M g - vücut tarafından yer değiştiren sıvı veya gaz kütlesi). Böylece, Eğer bir cisim bir sıvı ya da gaza batırılırsa, yerini değiştirdiği sıvı ya da gazın ağırlığı kadar ağırlık kaybeder.. Örnek. Deniz suyunda hacmi 1,6 m 3 olan bir taşa etki eden kaldırma kuvvetini belirleyiniz. Sorunun koşullarını yazıp çözelim. Yüzen cisim sıvının yüzeyine ulaştığında, yukarıya doğru hareketi ile Arşimet kuvveti azalacaktır. Neden? Ancak vücudun sıvıya daldırılan kısmının hacmi azalacağından ve Arşimet kuvveti, sıvının içine daldırılan kısmının hacmindeki ağırlığına eşit olacağından. Arşimet kuvveti yerçekimi kuvvetine eşit olduğunda, vücut duracak ve kısmen içine daldırılmış sıvının yüzeyinde yüzecektir. Ortaya çıkan sonuç deneysel olarak kolayca doğrulanabilir. Drenaj kabına drenaj borusu seviyesine kadar su dökün. Bundan sonra, yüzen gövdeyi daha önce havada tarttıktan sonra tekneye daldıracağız. Suya inen cisim, içine daldırılan vücut kısmının hacmine eşit miktarda su ile yer değiştirir. Bu suyu tarttığımızda, ağırlığının (Arşimet kuvveti), yüzen bir cisme etki eden yerçekimi kuvvetine veya bu cismin havadaki ağırlığına eşit olduğunu buluyoruz. Aynı deneyleri farklı sıvılarda (su, alkol, tuz çözeltisi) yüzen diğer cisimlerle yaptıktan sonra, şundan emin olabilirsiniz: Bir cisim bir sıvı içinde yüzüyorsa, onun tarafından yer değiştiren sıvının ağırlığı, bu cismin havadaki ağırlığına eşittir.. Bunu kanıtlamak kolaydır katı bir katının yoğunluğu bir sıvının yoğunluğundan büyükse vücut böyle bir sıvının içinde batar. Yoğunluğu daha düşük olan bir cisim bu sıvıda yüzer. Örneğin bir demir parçası suda batar ama cıvada yüzer. Yoğunluğu sıvının yoğunluğuna eşit olan bir cisim sıvının içinde dengede kalır. Buzun yoğunluğu suyun yoğunluğundan az olduğu için suyun yüzeyinde yüzer. Cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğuna göre ne kadar düşük olursa, cismin o kadar az kısmı sıvıya batırılır. . Cismin ve sıvının eşit yoğunluklarında cisim, sıvının içinde herhangi bir derinlikte yüzer. Su ve gazyağı gibi birbirine karışmayan iki sıvı, yoğunluklarına göre bir kapta bulunur: kabın alt kısmında - daha yoğun su (ρ = 1000 kg/m3), üstte - daha hafif gazyağı (ρ = 800 kg) /m3) . Su ortamında yaşayan canlı organizmaların ortalama yoğunluğu, suyun yoğunluğundan çok az farklıdır, dolayısıyla ağırlıkları neredeyse tamamen Arşimet kuvveti tarafından dengelenir. Bu sayede suda yaşayan hayvanların karadakiler kadar güçlü ve devasa iskeletlere ihtiyacı yoktur. Aynı sebepten dolayı su bitkilerinin gövdeleri elastiktir. Bir balığın yüzme kesesi hacmini kolayca değiştirir. Balık, kasların yardımıyla daha derine indiğinde ve üzerindeki su basıncı arttığında, kabarcık büzülür, balığın vücut hacmi azalır ve yukarı itilmez, derinliklerde yüzer. Böylece balık, dalış derinliğini belirli sınırlar içerisinde ayarlayabilmektedir. Balinalar akciğer kapasitelerini azaltarak ve artırarak dalışlarının derinliğini ayarlarlar. Gemilerin yelken açması. Nehirlerde, göllerde, denizlerde ve okyanuslarda seyreden gemiler, farklı yoğunluktaki farklı malzemelerden inşa edilir. Gemilerin gövdesi genellikle çelik saclardan yapılır. Gemilere dayanıklılık kazandıran tüm iç bağlantı elemanları da metalden yapılmıştır. Gemi inşa etmek için suya göre hem daha yüksek hem de daha düşük yoğunluğa sahip çeşitli malzemeler kullanılır. Gemiler nasıl yüzer, gemiye biner ve büyük yükleri nasıl taşır? Yüzen bir cisimle yapılan bir deney (§ 50), vücudun su altı kısmıyla o kadar çok su çıkardığını ve bu suyun ağırlığının vücudun havadaki ağırlığına eşit olduğunu gösterdi. Bu aynı zamanda herhangi bir gemi için de geçerlidir. Geminin su altı kısmı tarafından yer değiştiren suyun ağırlığı, kargo havadayken geminin ağırlığına veya kargoyla birlikte gemiye etki eden yerçekimi kuvvetine eşittir.. Geminin suya batırıldığı derinliğe denir taslak . İzin verilen maksimum draft, geminin gövdesi üzerinde kırmızı bir çizgiyle işaretlenmiştir. su hattı (Hollandalı'dan. su- su). Bir geminin su hattına battığında yer değiştirdiği suyun ağırlığına, yüklü gemiye etki eden yerçekimi kuvvetine eşit, geminin yer değiştirmesi denir.. Halihazırda petrolün taşınması için deplasmanı 5.000.000 kN (5 × 10 6 kN) veya daha fazla olan, yani kargoyla birlikte 500.000 ton (5 × 10 5 t) veya daha fazla kütleye sahip gemiler inşa ediliyor. Geminin kendi ağırlığını deplasmandan çıkarırsak bu geminin taşıma kapasitesini buluruz. Taşıma kapasitesi geminin taşıdığı yükün ağırlığını gösterir. Gemi yapımı Eski Mısır'da, Fenike'de (Fenikelilerin en iyi gemi yapımcılarından biri olduğuna inanılıyor) ve Eski Çin'de mevcuttu. Rusya'da gemi inşası 17. ve 18. yüzyılların başında ortaya çıktı. Çoğunlukla savaş gemileri inşa edildi, ancak ilk buz kırıcı, içten yanmalı motorlu gemiler ve nükleer buz kırıcı Arktika Rusya'da inşa edildi. Havacılık. Montgolfier kardeşlerin 1783 tarihli balonunu anlatan çizim: "İlk olan 'Karasal Balon'un görünümü ve tam boyutları." 1786 Antik çağlardan beri insanlar denizde yüzdükleri gibi bulutların üzerinde uçmanın, hava okyanusunda yüzmenin hayalini kurmuşlardır. Havacılık için İlk başta ısıtılmış hava, hidrojen veya helyumla doldurulmuş balonlar kullandılar. Bir balonun havaya yükselebilmesi için Arşimet kuvvetinin (kaldırma kuvveti) olması gerekir. F Topa etki eden kuvvet yerçekimi kuvvetinden daha büyüktü F ağır, yani F bir > F ağır Top yukarı doğru yükseldikçe ona etki eden Arşimet kuvveti azalır ( F bir = gρV), çünkü atmosferin üst katmanlarının yoğunluğu Dünya yüzeyinin yoğunluğundan daha azdır. Daha yükseğe çıkmak için toptan özel bir ağırlık (ağırlık) düşürülür ve bu da topu hafifletir. Sonunda top maksimum kaldırma yüksekliğine ulaşır. Topu kabuğundan çıkarmak için özel bir valf kullanılarak gazın bir kısmı serbest bırakılır. Yatay yönde bir balon yalnızca rüzgarın etkisi altında hareket eder, bu yüzden buna denir. balon (Yunanca'dan hava- hava, stato- ayakta). Çok uzun zaman önce, atmosferin ve stratosferin üst katmanlarını incelemek için devasa balonlar kullanılıyordu. stratosferik balonlar . Hava yoluyla yolcu ve kargo taşımak için büyük uçakların nasıl yapılacağını öğrenmeden önce kontrollü balonlar kullanılıyordu. hava gemileri. Uzun bir şekle sahiptirler; gövdenin altında pervaneyi hareket ettiren motorlu bir gondol asılıdır. Balon sadece kendi başına yükselmekle kalmıyor, aynı zamanda bazı yükleri de kaldırabiliyor: kabin, insanlar, aletler. Bu nedenle bir balonun ne tür bir yükü kaldırabileceğini öğrenmek için onu belirlemek gerekir. kaldırmak. Örneğin helyumla dolu 40 m3 hacmindeki bir balonun havaya fırlatılışını düşünelim. Topun kabuğunu dolduran helyumun kütlesi şuna eşit olacaktır: m Ge = ρ Ge V = 0,1890 kg/m3 40 m3 = 7,2 kg, ve ağırlığı: P Ge = g m Ge; P Ge = 9,8 N/kg · 7,2 kg = 71 N. Havada bu topa etki eden kaldırma kuvveti (Arşimet), 40 m3 hacimli havanın ağırlığına eşittir, yani. FA = g·ρ hava V; F A = ​​9,8 N/kg · 1,3 kg/m3 · 40 m3 = 520 N. Bu, bu topun 520 N - 71 N = 449 N ağırlığındaki bir yükü kaldırabileceği anlamına gelir. Bu onun kaldırma kuvvetidir. Aynı hacimde ancak hidrojenle dolu bir balon 479 N'luk bir yükü kaldırabilir. Bu, kaldırma kuvvetinin helyumla dolu bir balonunkinden daha büyük olduğu anlamına gelir. Ancak helyum yanmadığından ve dolayısıyla daha güvenli olduğundan hala daha sık kullanılıyor. Hidrojen yanıcı bir gazdır. Sıcak havayla dolu bir topu kaldırmak ve indirmek çok daha kolaydır. Bunu yapmak için topun alt kısmında bulunan deliğin altına bir yakıcı yerleştirilir. Bir gaz yakıcı kullanarak topun içindeki havanın sıcaklığını, dolayısıyla yoğunluğunu ve kaldırma kuvvetini düzenleyebilirsiniz. Topun daha yükseğe çıkmasını sağlamak için brülör alevini artırarak içindeki havayı daha kuvvetli ısıtmak yeterlidir. Brülör alevi azaldıkça bilya içindeki hava sıcaklığı azalır ve bilya aşağıya doğru iner. Topun ve kabinin ağırlığının kaldırma kuvvetine eşit olacağı bir top sıcaklığı seçebilirsiniz. Daha sonra top havada asılı kalacak ve ondan gözlem yapmak kolaylaşacaktır. Bilim geliştikçe havacılık teknolojisinde önemli değişiklikler meydana geldi. Balonlar için dayanıklı, dona dayanıklı ve hafif hale gelen yeni mermilerin kullanılması mümkün hale geldi. Radyo mühendisliği, elektronik ve otomasyon alanındaki gelişmeler insansız balonların tasarlanmasını mümkün kıldı. Bu balonlar hava akımlarını incelemek, atmosferin alt katmanlarındaki coğrafi ve biyomedikal araştırmalar için kullanılıyor. Gaz halindeki bir maddeyi, basıncı, azaltma seviyesini ve gaz boru hatlarını dağıtan sistemlerin yapım ilkelerini (bunlar halka, çıkmaz ve karışık gaz boru hatları olabilir) değerlendiren bir kritere göre dağıtan bir sistem seçmeye değer. ekonomik yanlış hesaplamalar ve teknik özellikler hakkında. Gaz tüketim seviyesinin hacmi, yapısal nüansları ve yoğunluk özellikleri, gaz besleme sisteminin güvenilirliği ve güvenli çalışması, ayrıca yerel binalar ve operasyonel özellikler dikkate alınarak. Gaz boru hattı türleri Gaz boru hattı sistemleri, içlerinden geçen gaz halindeki maddenin basınç seviyeleriyle ilişkilidir ve aşağıdaki türlere ayrılır: 1. Doğal madde ve gaz-hava karışımı için 0,71,3 MPa ve LPG için 1,7 MPa'ya kadar gaz maddesinin çalışma basıncı koşulları altında birinci sınıf yüksek basıncın bulunduğu gaz boru hattı tasarımı; 2. 0,40,7 MPa dahilindeki basınç koşulları altında ikinci kategorinin yüksek basınç seviyesine sahip gaz boru hattı; 3. Ortalama basınç göstergelerine sahip bir gaz boru hattı yapısı, 0,0060,4 MPa aralığında bir çalışma basıncına sahiptir; 4. 0,006 MPa'ya kadar düşük basınç basınç seviyesine sahip gaz kanalı. Gaz besleme sistemi türleri Gaz besleme sistemi aşağıdaki tiplere sahip olabilir: 1. Gazın tüketicilere yalnızca aynı basınç göstergelerine (düşük veya orta) sahip bir gaz boru hattı ürünü aracılığıyla sağlandığı tek seviyeli; 2. Gazın, iki farklı basınç türüne sahip (orta-düşük veya orta-yüksek seviyeler 1 veya 2 veya yüksek göstergeler 2 düşük kategori) bir gaz boru hattı yapısı aracılığıyla bir tüketici çemberine sağlandığı iki seviyeli; 3. Gaz maddesinin geçişinin üç basınçla (birinci veya ikinci seviyeden yüksek, orta ve düşük) bir gaz boru hattından gerçekleştirildiği üç seviye; 4. Gazın dört tip basınçla gaz hatlarından geçtiği çok seviyeli: yüksek seviye 1 ve 2, orta ve düşük. Gaz besleme sistemine dahil olan farklı basınçlara sahip gaz boru hattı sistemleri, hidrolik kırma ve basınç kontrol vanaları aracılığıyla bağlanmalıdır. Endüstriyel sektördeki ısıtma tesisatları ve gaz hatlarından ayrı kazan ekipmanları için, teknik prosesin özellikleri için bu tür basınç göstergelerinin gerekli olması koşuluyla, 1,3 MPa dahilinde mevcut basınca sahip bir gaz maddesinin kullanılması kabul edilebilir olarak kabul edilir. Nüfuslu bir bölgede, kamu binalarının bulunduğu bölgelerde, çok sayıda insanın bulunduğu yerlerde, çok katlı bir konut binası için 1,2 MPa'dan fazla basınç göstergesine sahip bir gaz boru hattı sisteminin döşenmesi mümkün değildir. örneğin market, stadyum, alışveriş merkezi, tiyatro binası. Mevcut gaz besleme hattı dağıtım sistemleri, düşük, orta ve yüksek basınç seviyelerine sahip gaz halkası, çıkmaz ve karışık ağlar gibi temel unsurlar şeklini alan karmaşık bir yapı dizisinden oluşur. Kentsel alanlara, diğer yerleşim alanlarına, mahallelerin veya binaların kalbine yerleştirilirler. Ayrıca gaz dağıtım istasyonu, gaz kontrol noktası ve tesisatı, iletişim sistemi, otomatik tesisat sistemi ve telemekanik ekipman güzergahlarına yerleştirilebilirler. Tüm yapı, tüketici gazının sorunsuz bir şekilde tedarik edilmesini sağlamalıdır. Tasarım, onarımları gerçekleştirmek ve acil durumları ortadan kaldırmak için kendi elemanlarına ve gaz boru hattının bölümlerine yönlendirilen bir bağlantı kesme cihazına sahip olmalıdır. Diğer özelliklerinin yanı sıra, gaz maddesinin gaz tüketicilerine sorunsuz bir şekilde taşınmasını sağlar, basit bir mekanizmaya sahiptir, güvenli, güvenilir ve rahat çalışır. Uzun vadeli gelişmeyi dikkate alarak, tüm bir bölgenin, şehrin veya köyün gaz tedarikinin şematik çizimlere ve alanın yerleşimine, şehrin genel planına göre tasarlanması gerekir. Gaz besleme sistemindeki tüm elemanlar, cihazlar, mekanizmalar ve anahtar parçalar aynı şekilde kullanılmalıdır. Gaz tüketiminin hacmi, yapısı ve yoğunluğu dikkate alınarak, teknik ve ekonomik hesaplama işlemlerine dayalı olarak bir gaz boru hattı (halka, çıkmaz, karışık) inşa etmek için bir dağıtım sistemi ve ilkeleri seçmeye değer. Seçilen sistemin ekonomik açıdan en yüksek verime sahip olması, inşaat süreçlerini içermesi ve gaz besleme sistemini kısmen devreye alabilmesi gerekir. Gaz boru hatlarının sınıflandırılması Gaz besleme sisteminin ana parçaları, gaz basıncına ve amacına bağlı olarak türleri olan gaz boru hattı yapılarıdır. Taşınan en yüksek gaz basıncı değerlerine bağlı olarak gaz boru hattı yapıları aşağıdakilere ayrılır: 1. SGU için 0,7 MPa'dan fazla, 1,7 MPa'ya kadar gaz halindeki madde basınç göstergeleri koşullarında birinci seviyenin yüksek basınç göstergelerine sahip gaz boru hattı yapısı; 2. 0,4 MPa'dan büyük ve 0,7 MPa'ya kadar bir modda ikinci seviyenin yüksek basınç seviyelerine sahip gaz boru hattı ürünü; 3. Ortalama basınç seviyesi 0,005 MPa'nın üzerinde ve 0,4 MPa'ya kadar değişen tel; 4. Düşük performanslı tasarım, yani 0,004 MPa'ya kadar. Gazın konut binalarına ve kamu binalarına, catering işletmelerine, kazan dairelerine ve ev işletmelerine taşınması için düşük basınç seviyelerine sahip bir gaz boru hattı sistemi kullanılır. Küçük tüketici tesislerinin ve kazan dairelerinin düşük basınçlı gaz boru hattı sistemine bağlanmasına izin verilir. Ancak büyük kamu hizmetleri düşük basınç göstergeli hatlara bağlanamaz, çünkü içinden büyük miktarda gaz taşımanın bir anlamı yoktur, ekonomik faydası yoktur. Orta ve yüksek basınç rejimlerine sahip gaz boru hattı tasarımı, endüstriyel atölyelerin ve belediye kurumlarının gaz boru hattına düşük ve orta basınçla kentsel dağıtım ağı için bir güç kaynağı olarak tasarlanmıştır. Şehrin yüksek basınçlı gaz hattı, devasa şehre enerji sağlayan ana hat olarak kabul ediliyor. Çok büyük, yarım halka şeklinde yapılmış veya radyal bir görünüme sahiptir. Bu sayede gaz maddesi, hidrolik kırılma yoluyla orta ve yüksek seviyeli bir ağa ve ayrıca teknolojik süreci 0,8 MPa'dan fazla çalışma rejimine sahip gazın varlığını gerektiren büyük endüstriyel işletmelere sağlanır. Şehir gaz tedarik sistemi 0,003 MPa'ya kadar boru hattındaki gaz basıncı göstergeleri Şehrin gaz tedarik sistemi, gazın varış noktasına geçişini sağlayan ve talebe göre işletmeler, kamu hizmetleri ve tüketiciler arasında dağıtan yapıları, teknik cihazları ve boru hatlarını içeren ciddi bir mekanizmadır. Aşağıdaki yapıları içerir: 1. Düşük, orta ve yüksek iklime sahip gaz şebekesi; 2. Gaz kontrol istasyonu; 3. Gaz kontrol noktası; 4. Gaz kontrol ekipmanı; 5. Kontrol cihazı ve otomatik kontrol sistemi; 6. Cihazları sevk edin; 7. İşletim sistemi. Gaz halindeki madde, gaz kontrol istasyonları aracılığıyla bir gaz boru hattı aracılığıyla doğrudan şehir gaz hattına beslenir. Akaryakıt dağıtım istasyonunda basınç göstergeleri regülatör üzerindeki otomatik valfler yardımıyla düşmekte ve tüm süre boyunca şehir içi tüketim için gerekli seviyede değişmeden kalmaktadır. Teknik uzmanlar, GDS devresine otomatik olarak koruma sağlayan bir sistem ekler. Ayrıca şehir hattındaki basınç göstergelerinin bakımını garanti altına aldığı gibi izin verilen seviyeyi aşmamasını da sağlar. Gaz kontrol istasyonlarından gaz maddesi gaz hattı vasıtasıyla tüketicilere ulaşır. Kentsel gaz tedarik sistemlerinin ana unsuru, gaz boru hattı basınç göstergelerindeki farklılıklardan oluşan gaz hatları olduğundan, aşağıdaki türlerde sunulabilirler: 1. 4 kPa'ya kadar düşük basınç seviyelerine sahip hat; 2. Ortalama basınç değerleri 0,4 MPa'ya kadar olan hat; 3. İkinci seviyenin 0,7 MPa'ya kadar yüksek basınç moduna sahip ağ; 4. Birinci seviyenin 1,3 MPa'ya kadar yüksek okumalarına sahip ağlar. Düşük basınç değerlerine sahip gaz boru hattı yapıları sayesinde gaz, konut ve kamu binalarına ve çeşitli binalara ve ayrıca ev işletmelerinin atölyelerine taşınır ve dağıtılır. Bir konut binasında bulunan bir gaz boru hattında, 3 kPa'ya kadar basınç değerlerine ve evsel bir işletme ve kamu binalarında 5 kPa'ya kadar basınç değerlerine izin verilir. Kural olarak hattaki basınç düşük seviyelerde (3 kPa'ya kadar) tutulmakta ve tüm yapılar gaz basınç regülatörü olmayan bir gaz hattına bağlanmaya çalışılmaktadır. Orta ve yüksek basınçlı (0,6 MPa) gaz boru hatlarında, gazlı ürün hidrolik kırılma yoluyla düşük ve orta basınçlı hatlara beslenir. Hidrolik kırma ünitesinin içerisinde otomatik olarak çalışan koruyucu bir cihaz bulunmaktadır. İzin verilen değeri aşan düşük bir seviyeden basınç düşüşü olasılığını ortadan kaldırır. GRU aracılığıyla benzer iletişimler yoluyla, gaz halindeki madde sanayi kuruluşlarının ve belediye kurumlarının tesislerine tedarik edilmektedir. Mevcut standartlara göre, endüstriyel, belediye ve tarımsal işletmelerin yanı sıra ısıtma sistemi kurulumları için en yüksek basınca 0,6 MPa, evsel işletmeler ve bitişik binalar için ise 0,3 MPa dahilinde izin verilmektedir. Bir konut binasının veya kamu binasının cephelerinde bulunan tesislerin, 0,3 MPa'dan fazla olmayan basınç göstergesiyle gaz sağlamasına izin verilir. Orta ve yüksek rejimli gaz boru hattı yapıları şehrin dağıtım ağlarıdır. Yüksek basınç seviyesine sahip gaz boru hattı yapıları yalnızca büyükşehirlerde kullanılmaktadır. Endüstriyel tesisler, teknik ve ekonomik hesaplamalara dayanılarak, elbette regülatörler kullanılmadan orta ve yüksek basınçlı bir ağa bağlanabilir. Şehir sistemleri, gaz boru hattının basıncına bağlı olarak bölünmüş bir hiyerarşiye göre inşa edilmiştir. Hiyerarşinin birkaç düzeyi vardır: 1. Yüksek ve orta basınçlı hatlar kentsel gaz boru hatlarının temelini oluşturur. Rezervasyon, tek tek yerlerin çalınması ve çoğaltılması yoluyla gerçekleşir. Sonu olmayan bir ağ yalnızca küçük kasabalarda mevcut olabilir. Gaz halindeki madde yavaş yavaş düşük basınç seviyelerinde hareket eder, hidrolik kırma regülatör valfindeki salınımlar sonucu üretilir ve sürekli aynı seviyede kalır. Bir alanda birkaç farklı gaz tüketicisi varsa, farklı basınçlara sahip gaz boru hatlarının paralel olarak döşenmesine izin verilir. Ancak yüksek ve orta basınçlı tasarım, şehirde hidrolik nüanslara sahip bir ağ oluşturuyor. 2. Alçak basınç ağı. Çeşitli tüketicilere gaz sağlar. Ağ tasarımı, yalnızca ana gaz boru hattı kanallarının ilmeklendiği, diğer durumlarda çıkmaz kanalların oluşturulduğu karma özelliklerle oluşturulmuştur. Düşük basınçlı bir gaz boru hattı, bir nehri, gölü veya vadiyi, ayrıca bir demiryolu veya otoyolu ayıramaz. Endüstriyel alanlara döşenemediği için tek bir hidrolik ağın parçası olamaz. Gazın beslendiği birden fazla güç kaynağına sahip yerel bir hat olarak düşük performanslı bir ağ tasarımı oluşturulmuştur. 3. Bir konut binasının veya kamu binasının, endüstriyel atölyenin veya işletmenin gaz inşaatı. Rezerve edilmemişlerdir. Basınç, ağın amacına ve kurulum için gereken seviyeye bağlıdır. Derece sayısına bağlı olarak şehir sistemleri bölünür : 1. İki seviyeli bir ağ, düşük ve orta basınçlı veya düşük ve yüksek basınçlı hatlardan oluşur. 2. Üç seviyeli hat alçak, orta ve yüksek basınç sistemini içerir. 3. Adım seviyeli ağ, her seviyedeki gaz boru hattı yapılarından oluşur. İşletmeye, kazan dairesine, kamu kuruluşlarına ve hidrolik kırma ünitesinin kendisine gaz sağlayan tek bir hat olarak yüksek ve orta basınçlı bir şehir gaz boru hattı oluşturulmuştur. Endüstriyel tesisler ve genel olarak evsel gaz bölümü için ayırma hattının aksine, tek bir hat oluşturmak çok daha karlı. Bu tür nüanslara dayalı bir şehir sistemi seçin: 1. Şehrin büyüklüğü nedir? 2. Kentsel alan planı. 3. İçindeki binalar. 4. Şehrin nüfusu nedir? 5. Şehirdeki tüm işletmelerin özellikleri. 6. Metropolün gelişimi için beklentiler. Gerekli sistemi seçerken, kullanımda verimlilik, güvenlik ve güvenilirlik gereksinimlerini karşılaması gerektiğini dikkate almanız gerekir. Onarım işini gerçekleştirmek için ayrı bölümlerinin bağlantısının kesilmesini önererek basitliği ve kullanım kolaylığını ifade eder. Ayrıca seçilen sistemdeki tüm parça, cihaz ve fikstürlerin aynı türde parçalara sahip olması gerekmektedir. Gaz, istasyon üzerinden iki ana hat üzerinden çok seviyeli bir hat üzerinden şehre sağlanıyor ve bu da güvenilirlik seviyesini artırıyor. İstasyon, şehir hatlarının eteklerinde bulunan yüksek basınç alanına bağlıdır. Bu bölümden yüksek veya orta basınçlı segmanlara gaz verilir. Bir metropolün merkezinde yüksek basınçlı bir gaz boru hattı ağı oluşturmak ne mümkün ne de kabul edilebilir ise, o zaman bunların iki bölüme ayrılması gerekir: merkezde orta basınçlı bir ağ ve dış mahallelerde yüksek basınçlı bir ağ. . Gaz boru hattının yüksek ve orta basınçlı kısımlarını, düşük basınçlı bireysel alanları, konut binalarındaki binaları, endüstriyel atölyeleri ve binaları kapatabilmek için, kapatan cihazlar veya basitçe söylemek gerekirse özel musluklar monte edilir (bkz. ). Valf, giriş ve çıkışta, sokak gaz boru hattının dallarında, çeşitli engellerin, demiryolu tesislerinin ve yolların kesişiminde kurulmalıdır. Dış hatlarda kuyu içerisine sıcaklık ve gerilim değerlerini gösteren vana takılır. Ayrıca vana kesme elemanlarının rahat montaj ve demontajını sağlar. Kuyu, binalardan veya çitlerden iki metrelik bir boşluk dikkate alınarak yerleştirilmelidir. Engellerin sayısı gerekçelendirilmeli ve mümkün olduğunca az olmalıdır. Bir odaya girerken vana duvara monte edilir ve kapı ve pencerelerden belirli bir mesafenin korunması gerekir. Armatürlerin 2 metrenin üzerinde olması durumunda servis yapılabilmesi için merdivenli bir yer sağlanması gerekmektedir. Çoğu durumda, gaz, kulübelere orta basınçlı, ancak düşük basınçlı olmayan ağlar aracılığıyla sağlanır. İlk olarak, basınç göstergeleri daha yüksek olduğundan bu, ek bir düzenleme cihazı sağlar. İkincisi, gaz kazanları son zamanlarda popülerlik kazanmıştır; tüketicilere yalnızca orta basınçta gerekli miktarda gaz sağlanabilmektedir. Düşük basınç koşulları altında gazlaştırıldığında uç cihazın performansı düşecektir. Örneğin, kışın yaklaşık 300'lük bir basınç kabul edilebilir kabul ediliyorsa, hidrolik kırma istasyonundan uzaklaşırsanız tüketiciler için okumalar 120'ye düşecektir. Gaz basıncı dona kadar yeterlidir. Ancak şiddetli don gelirse ve herkes tam güçte gaz kazanlarıyla ısınmaya başlarsa, yazlık sahiplerinin çevre üzerindeki baskısı önemli ölçüde düşecektir. Basınç 120'nin altına düştüğünde, kazan sahipleri sorun yaşamaya başlar, örneğin kazan tesisatı söner veya gaz beslemesinin durdurulduğunu gösterir. Orta basınçlı besleme koşulları altında, gaz boru hattından sıkıştırılmış halde hareket eder. Ayrıca regülatör vasıtasıyla basınç düşük seviyelere indirilir ve kazan sorunsuz çalışır. Soru 1 BİT'in ana hükümleri ve deneysel gerekçeleri. 1. Tüm maddeler moleküllerden oluşur; ayrık bir yapıya sahip olduğundan moleküller boşluklarla ayrılır. 2. Moleküller sürekli rastgele (kaotik) hareket halindedir. 3. Vücudun molekülleri arasında etkileşim kuvvetleri vardır. Brown hareketi? Brown hareketi, bir gaz içinde asılı duran parçacıkların sürekli rastgele hareketidir. Moleküler etkileşim kuvvetleri? Moleküller arasında hem çekim hem de itme aynı anda etki eder. Moleküllerin etkileşiminin doğası elektromanyetiktir. Moleküllerin kinetik ve potansiyel enerjisi? Atomlar ve moleküller etkileşime girer ve bu nedenle E p potansiyel enerjisine sahiptir. Potansiyel enerji, moleküller birbirini ittiğinde pozitif, moleküller birbirini çektiğinde ise negatif kabul edilir. soru 2 Moleküllerin ve atomların boyutları ve kütleleri Herhangi bir madde parçacıklardan oluşur, bu nedenle v(nu) maddesinin miktarının parçacıkların, yani vücutta bulunan yapısal elemanların sayısıyla orantılı olduğu kabul edilir. Bir maddenin miktar birimi moldür. Bir mol, herhangi bir maddenin 12 g C12 karbonundaki atom sayısıyla aynı sayıda yapısal element içeren madde miktarıdır. Bir maddenin molekül sayısının madde miktarına oranına Avogadro sabiti denir: NA =N/v(çıplak); NA =6,02*10 23 mol -1 Avogadro sabiti, bir maddenin bir molünde kaç atom ve molekül bulunduğunu gösterir. Molar kütle, bir maddenin bir molünün kütlesidir ve maddenin kütlesinin madde miktarına oranına eşittir: Molar kütle kg/mol cinsinden ifade edilir. Molar kütleyi bilerek bir molekülün kütlesini hesaplayabilirsiniz: m 0 =m/N=m/v(nu)N A =M/N A Ortalama molekül kütlesi genellikle kimyasal yöntemlerle belirlenir; Avogadro sabiti çeşitli fiziksel yöntemlerle yüksek doğrulukla belirlenir. Moleküllerin ve atomların kütleleri, bir kütle spektrografı kullanılarak önemli derecede bir doğrulukla belirlenir. Moleküllerin kütleleri çok küçüktür. Örneğin bir su molekülünün kütlesi: m=29,9*10 -27 Molar kütle, Mg'nin bağıl moleküler kütlesi ile ilgilidir. Bağıl moleküler ağırlık, belirli bir maddenin bir molekülünün kütlesinin bir C12 karbon atomunun kütlesinin 1/12'sine oranına eşit bir değerdir. Bir maddenin kimyasal formülü biliniyorsa, periyodik tablo kullanılarak kilogram cinsinden ifade edildiğinde bu maddenin molar kütlesini gösteren bağıl kütlesi belirlenebilir. Avogadro sayısı Avogadro sayısı, Avogadro sabiti, bir maddenin 1 molünde belirtilen yapısal birimlerin (atomlar, moleküller, iyonlar, elektronlar veya diğer parçacıklar) sayısına sayısal olarak eşit fiziksel bir sabittir. Saf izotop karbon-12'nin 12 gramındaki (tam olarak) atom sayısı olarak tanımlanır. Genellikle NA olarak belirtilir, daha az sıklıkla L olarak gösterilir N A = 6,022 140 78(18)×10 23 mol −1. Mol sayısı Mol (sembol: mol, uluslararası: mol) bir maddenin miktarının ölçü birimidir. N A parçacıkları (moleküller, atomlar, iyonlar veya diğer özdeş yapısal parçacıklar) içeren bir maddenin miktarına karşılık gelir. NA, Avogadro sabitidir ve 12 gram karbon nüklid 12C'deki atom sayısına eşittir. Dolayısıyla herhangi bir maddenin bir molündeki parçacık sayısı sabittir ve Avogadro sayısı N A'ya eşittir. Moleküllerin hızı Maddenin durumu Toplanma durumu, belirli niteliksel özelliklerle karakterize edilen maddenin bir halidir: hacim ve şekli koruma yeteneği veya yetersizliği, uzun ve kısa menzilli düzenin varlığı veya yokluğu ve diğerleri. Toplanma durumundaki bir değişikliğe, serbest enerji, entropi, yoğunluk ve diğer temel fiziksel özelliklerde ani bir değişiklik eşlik edebilir. Toplanmanın üç ana durumu vardır: katı, sıvı ve gaz. Bazen plazmayı bir toplanma durumu olarak sınıflandırmak tamamen doğru değildir. Sıvı kristaller veya Bose-Einstein yoğunlaşması gibi başka toplanma durumları da vardır. Soru 3 İdeal gaz, gaz basıncı İdeal bir gaz, moleküller arasında etkileşim kuvveti olmayan bir gazdır. Gaz basıncı moleküller arasındaki çarpışmalardan kaynaklanır. Tek bir yüzey üzerindeki saniyedeki basınç kuvvetine gaz basıncı denir. P – gaz basıncı [pa] 1 mmHg Sanat. =133 Pa P 0 (ro)=101325 Pa P= 1/3*m 0 *n*V 2-MKT'nin temel denklemi n – moleküllerin konsantrasyonu [m -3 ] n=N/V- moleküllerin konsantrasyonu V 2 – hızın ortalama karekökü P= 2/3*n*EK temel denklemler P= n*k*T MKT E K – kinetik enerji EK = 3/2kT(kT-kotE) Gaz nerede olursa olsun: bir balonda, bir araba lastiğinde veya metal bir silindirde, bulunduğu kabın tüm hacmini doldurur. Gaz basıncı katı basınçtan tamamen farklı bir nedenden dolayı ortaya çıkar. Moleküllerin damar duvarlarıyla çarpışması sonucu oluşur. Geminin duvarlarındaki gaz basıncı Uzayda düzensiz hareket eden gaz molekülleri hem birbirleriyle hem de bulundukları kabın duvarlarıyla çarpışır. Bir molekülün darbe kuvveti küçüktür. Ancak çok sayıda molekül olduğundan ve yüksek frekansta çarpıştıklarından, kabın duvarlarında birlikte hareket ederek önemli bir basınç oluştururlar. Katı bir cisim bir gazın içine yerleştirilirse, gaz moleküllerinin darbelerine de maruz kalır. Basit bir deney yapalım. Hava pompasının çanının altına, tamamen havayla doldurulmamış, bağlı bir balon yerleştirin. İçinde az hava olduğundan topun şekli düzensizdir. Zilin altından havayı dışarı pompalamaya başladığımızda top şişmeye başlayacaktır. Bir süre sonra normal top şeklini alacaktır. Topumuza ne oldu? Sonuçta bağlıydı, bu nedenle içindeki hava miktarı aynı kaldı. Her şey oldukça basit bir şekilde açıklanıyor. Hareket sırasında gaz molekülleri topun kabuğunun dışında ve içinde çarpışır. Hava çandan dışarı pompalanırsa daha az molekül olur. Yoğunluk azalır ve dolayısıyla moleküllerin dış kabuk üzerindeki etki sıklığı da azalır. Sonuç olarak kabuğun dışındaki basınç düşer. Kabuğun içindeki molekül sayısı aynı kaldığı için iç basınç dış basıncı aşar. Gaz içeriden kabuğa baskı yapar. Bu nedenle de giderek şişer ve top şeklini alır. Pascal'ın gazlar yasası Gaz molekülleri çok hareketlidir. Bu sayede basıncı sadece bu basınca neden olan kuvvet yönünde değil, her yöne eşit şekilde iletirler. Basınç aktarımına ilişkin yasa Fransız bilim adamı Blaise Pascal tarafından formüle edildi: “ Bir gaz veya sıvıya uygulanan basınç, her yöne değişmeden herhangi bir noktaya iletilir." Bu yasaya hidrostatiğin temel yasası denir - denge durumundaki sıvıların ve gazların bilimi. Pascal yasası, adı verilen bir cihazla elde edilen deneyimlerle doğrulanmıştır. Pascal'ın topu . Bu cihaz, içinde bir pistonun hareket ettiği bir silindire bağlanan, üzerinde küçük delikler bulunan katı malzemeden yapılmış bir toptur. Top dumanla doluyor. Piston tarafından sıkıştırıldığında duman, eşit akışlarda topun deliklerinden dışarı itilir. Gaz basıncı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır: Nerede e lin - gaz moleküllerinin öteleme hareketinin ortalama kinetik enerjisi; N - moleküllerin konsantrasyonu Kısmi basıncı. Dalton yasası Uygulamada çoğu zaman saf gazlarla değil, bunların karışımlarıyla karşılaşıyoruz. Gaz karışımı olan havayı soluruz. Araba egzoz gazları da bir karışımdır. Saf karbondioksit uzun süredir kaynakta kullanılmamaktadır. Bunun yerine gaz karışımları da kullanılır. Gaz karışımı, birbirleriyle kimyasal reaksiyona girmeyen gazların karışımıdır. Bir gaz karışımının tek bir bileşeninin basıncına denir kısmi basıncı . Karışımdaki tüm gazların ideal gaz olduğunu varsayarsak, karışımın basıncı Dalton yasasına göre belirlenir: “Kimyasal olarak etkileşime girmeyen ideal gazlardan oluşan bir karışımın basıncı, kısmi basınçların toplamına eşittir. ” Değeri aşağıdaki formülle belirlenir: Karışımdaki her gaz kısmi bir basınç oluşturur. Sıcaklığı karışımın sıcaklığına eşittir. Bir gazın basıncı, yoğunluğu değiştirilerek değiştirilebilir. Metal bir kaba ne kadar çok gaz pompalanırsa, duvarlara o kadar çok molekül çarpacak ve basıncı da o kadar yüksek olacaktır. Buna göre gazı dışarı pompalayarak onu seyreltiyoruz ve basınç düşüyor. Ancak bir gazın basıncı, hacminin veya sıcaklığının değiştirilmesiyle, yani gazın sıkıştırılmasıyla da değiştirilebilir. Sıkıştırma, gaz halindeki bir cisme kuvvet uygulanarak gerçekleştirilir. Bu etki sonucunda kapladığı hacim azalır, basınç ve sıcaklık artar. Piston hareket ettikçe gaz motor silindirinde sıkıştırılır. Üretimde, birkaç bin atmosfere kadar basınç oluşturabilen karmaşık cihazlar - kompresörler kullanılarak sıkıştırılarak yüksek gaz basıncı yaratılır. Makaleyi beğendin mi? Arkadaşlarınla ​​paylaş! Paylaş Facebook Ayrıca okuyun Doğrusal cebirsel denklemlerin dejenere ve kötü koşullandırılmış sistemlerinin çözümü üzerine Doğrusal olmayan denklemlerin ve doğrusal olmayan denklem sistemlerinin çözümü İki basamaklı sayıların toplanması ve çıkarılması işlemlerini çocuğunuza nasıl kolayca anlatabilirsiniz? NH3 maddesinin özellikleri ve adı nedir? Kırım'da su ekolojisine ilişkin Kırım Projesi'nin çevre sorunlarına ilişkin sunum Salinger'ın Çavdar Tarlasındaki Çocuklar adlı eserinin analizi B tarafından düzenlenen "Mahabharata" Okuma yazma dersi "y harfiyle kelimeleri okuma" Çin Ordusu: büyüklüğü, bileşimi, silahları Çin'in Noak'ı Tepe