정수압 계산 공식. 액체 및 기체의 압력

스키를 탄 사람과 스키가 없는 사람.

느슨한 눈 위에서 사람은 큰 어려움을 겪고 발걸음마다 깊이 가라 앉습니다. 그러나 스키를 타면 거의 넘어지지 않고 걸을 수 있습니다. 왜요? 스키를 타든 안 타든 사람은 자신의 체중과 같은 힘으로 눈 위에서 행동합니다. 그러나 사람이 누르는 표면적이 스키 유무에 따라 다르기 때문에 두 경우 모두 이 힘의 효과가 다릅니다. 스키의 표면적은 밑창 면적의 거의 20배입니다. 따라서 스키 위에 서있는 사람은 스키없이 눈 위에 서있는 것보다 20 배 적은 힘으로 눈 표면의 모든 평방 센티미터에 작용합니다.

버튼이 있는 보드에 신문을 고정한 학생은 동일한 힘으로 각 버튼에 작용합니다. 그러나 끝이 뾰족한 버튼이 트리에 입력하기가 더 쉽습니다.

즉, 힘의 작용 결과는 계수, 방향 및 적용 지점뿐만 아니라 적용되는 표면 영역(작용에 수직)에 따라 달라집니다.

이 결론은 물리적 실험에 의해 확인됩니다.

경험 이 힘의 결과는 표면의 단위 면적당 어떤 힘이 작용하는지에 따라 다릅니다.

작은 판자 모서리에 못을 박아야 합니다. 먼저, 보드에 박힌 못을 끝이 위로 향하도록 모래 위에 놓고 보드에 추를 놓습니다. 이 경우 네일 헤드는 모래에 약간만 눌려집니다. 그런 다음 보드를 뒤집고 팁에 못을 박습니다. 이 경우 지원 영역이 더 작고 동일한 힘의 작용으로 손톱이 모래 깊숙이 들어갑니다.

경험. 두 번째 그림.

이 힘의 작용 결과는 각 표면적 단위에 어떤 힘이 작용하는지에 따라 달라집니다.

고려된 예에서 힘은 신체 표면에 수직으로 작용했습니다. 사람의 체중은 눈 표면에 수직이었습니다. 버튼에 작용하는 힘은 보드 표면에 수직입니다.

이 표면의 면적에 대한 표면에 수직으로 작용하는 힘의 비율과 같은 값을 압력이라고합니다..

압력을 결정하려면 표면에 수직으로 작용하는 힘을 표면적으로 나눌 필요가 있습니다.

압력 = 힘 / 면적.

이 표현에 포함된 양을 표시해 보겠습니다. 압력 - 피, 표면에 작용하는 힘, - 에프그리고 표면적 에스.

그런 다음 공식을 얻습니다.

피 = F/S

동일한 영역에 작용하는 더 큰 힘이 더 많은 압력을 생성한다는 것은 분명합니다.

압력 단위는 이 표면에 수직인 1m2의 표면에 작용하는 1N의 힘을 생성하는 압력으로 간주됩니다..

압력 단위 - 뉴턴/제곱미터(1N / m2). 프랑스 과학자를 기리기 위해 블레즈 파스칼 파스칼이라고 합니다 아빠). 이런 식으로,

1Pa = 1N / m2.

다른 압력 단위도 사용됩니다. 헥토파스칼 (hPa) 그리고 킬로파스칼 (kPa).

1kPa = 1000Pa;

1hPa = 100Pa;

1Pa = 0.001kPa;

1Pa = 0.01hPa.

문제의 조건을 적어서 풀어봅시다.

주어진 : m = 45kg, S = 300cm2; 피 = ?

SI 단위: S = 0.03m 2

해결책:

피 = 에프/에스,

에프 = 피,

피 = gm,

피= 9.8N 45kg ≈ 450N,

피\u003d 450 / 0.03N / m2 \u003d 15000Pa \u003d 15kPa

"정답": p = 15000 Pa = 15 kPa

압력을 줄이고 높이는 방법.

무거운 애벌레 트랙터는 40-50kPa, 즉 45kg 소년의 압력보다 2-3배 더 많은 압력을 토양에 가합니다. 캐터필러 구동으로 인해 트랙터의 무게가 더 넓은 면적에 분산되기 때문입니다. 그리고 우리는 지지대 면적이 클수록 이 지지대에 동일한 힘이 가하는 압력이 줄어듭니다. .

작거나 큰 압력이 필요한지 여부에 따라 지원 영역이 증가하거나 감소합니다. 예를 들어, 토양이 건축되는 건물의 압력을 견딜 수 있도록 기초 하부의 면적이 증가합니다.

트럭 타이어와 항공기 섀시는 승용차보다 훨씬 더 넓게 만들어집니다. 특히 광폭 타이어는 사막을 여행하도록 설계된 자동차용으로 제작되었습니다.

트랙의 베어링 면적이 큰 트랙터, 탱크 또는 늪과 같은 중장비는 사람이 통과할 수 없는 늪지대를 통과합니다.

반면에 표면적이 작으면 작은 힘으로 큰 압력을 발생시킬 수 있습니다. 예를 들어 버튼을 보드에 누르면 약 50N의 힘으로 작동합니다. 버튼 팁의 면적이 약 1mm 2이므로 버튼에 의해 생성되는 압력은 다음과 같습니다.

p \u003d 50N / 0.000001m 2 \u003d 50,000,000Pa \u003d 50,000kPa.

비교를 위해 이 압력은 애벌레 트랙터가 토양에 가하는 압력보다 1000배 더 큽니다. 더 많은 그러한 예를 찾을 수 있습니다.

절단 및 피어싱 도구(칼, 가위, 절단기, 톱, 바늘 등)의 날은 특별히 날카롭게 되어 있습니다. 예리한 칼날의 날카로운 날은 면적이 작기 때문에 작은 힘에도 많은 압력이 발생하고 이러한 도구로 작업하기 쉽습니다.

절단 및 피어싱 장치는 야생 동물에서도 발견됩니다. 치아, 발톱, 부리, 스파이크 등입니다. 모두 단단한 재료로 만들어졌으며 부드럽고 매우 날카 롭습니다.

압력

가스 분자가 무작위로 움직이는 것으로 알려져 있습니다.

우리는 이미 기체가 고체 및 액체와 달리 기체가 있는 전체 용기를 채우고 있다는 것을 알고 있습니다. 예를 들어, 가스를 저장하는 강철 실린더, 챔버 자동차 타이어또는 배구. 이 경우 가스는 실린더, 챔버 또는 가스가 위치한 다른 본체의 벽, 바닥 및 뚜껑에 압력을 가합니다. 가스 압력은 압력 이외의 다른 원인으로 인해 발생합니다. 입체지원에.

가스 분자가 무작위로 움직이는 것으로 알려져 있습니다. 이동하는 동안 가스가있는 용기의 벽뿐만 아니라 서로 충돌합니다. 가스에는 많은 분자가 있으므로 충돌 횟수가 매우 큽니다. 예를 들어, 방 안의 공기 분자가 1초 동안 1cm 2의 표면에 충돌하는 횟수는 23자리 숫자로 표시됩니다. 개별 분자의 충격력은 작지만 용기 벽에 대한 모든 분자의 작용은 중요합니다. 즉, 가스 압력을 생성합니다.

그래서, 용기 벽(및 기체에 놓인 본체)의 기체 압력은 기체 분자의 영향으로 인해 발생합니다. .

다음 경험을 고려하십시오. 공기 펌프 벨 아래에 고무공을 놓습니다. 그것은 소량의 공기를 포함하고 불규칙한 모양을 가지고 있습니다. 그런 다음 벨 아래에서 펌프로 공기를 펌핑합니다. 공기가 점점 더 희박 해지는 공의 껍질은 점차 부풀어 오르고 일반 공의 형태를 취합니다.

이 경험을 어떻게 설명해야 할까요?

압축 가스의 저장 및 운송에는 내구성이 뛰어난 특수 스틸 실린더가 사용됩니다.

우리의 실험에서 움직이는 기체 분자는 계속해서 공의 벽을 안팎으로 부딪칩니다. 공기가 빠져나가면 공 껍질 주변의 벨에 있는 분자 수가 감소합니다. 그러나 공 안에서는 번호가 바뀌지 않습니다. 따라서 쉘의 외벽에 대한 분자의 충돌 횟수는 내벽에 대한 충돌 횟수보다 적어집니다. 풍선은 고무 껍질의 탄성력이 가스 압력과 같아질 때까지 팽창됩니다. 공의 껍질은 공 모양을 취합니다. 이것은 가스는 모든 방향으로 동일하게 벽을 압박합니다.. 즉, 표면적 제곱센티미터당 분자 충격의 수는 모든 방향에서 동일합니다. 모든 방향에서 동일한 압력은 가스의 특징이며 수많은 분자의 무작위 운동의 결과입니다.

가스의 부피를 줄이려고 노력하되 질량은 변하지 않도록 합시다. 이것은 각 입방 센티미터의 가스에 더 많은 분자가 있고 가스의 밀도가 증가한다는 것을 의미합니다. 그러면 분자가 벽에 미치는 영향의 수가 증가합니다. 즉, 가스 압력이 증가합니다. 이것은 경험으로 확인할 수 있습니다.

이미지에 ㅏ한쪽 끝이 얇은 고무 필름으로 덮여 있는 유리관이 표시됩니다. 피스톤이 튜브에 삽입됩니다. 피스톤을 누르면 튜브의 공기량이 감소합니다. 즉, 가스가 압축됩니다. 고무 필름이 바깥쪽으로 부풀어 오르면 튜브의 공기압이 증가했음을 나타냅니다.

반대로 같은 질량의 기체 부피가 증가하면 각 입방 센티미터의 분자 수가 감소합니다. 이렇게하면 용기 벽에 미치는 영향이 줄어들고 가스 압력이 낮아집니다. 실제로 피스톤이 튜브에서 빠져 나오면 공기의 양이 증가하고 필름이 용기 내부에서 구부러집니다. 이것은 튜브의 공기압이 감소했음을 나타냅니다. 튜브에 공기 대신 다른 가스가 있으면 동일한 현상이 관찰됩니다.

그래서, 기체의 부피가 감소하면 압력이 증가하고 부피가 증가하면 기체의 질량과 온도가 변하지 않는 한 압력이 감소합니다..

기체가 일정한 부피로 가열될 때 기체의 압력은 어떻게 변하는가? 가열하면 가스 분자의 이동 속도가 증가하는 것으로 알려져 있습니다. 더 빨리 움직이면 분자가 용기 벽에 더 자주 부딪힐 것입니다. 또한 벽에 대한 분자의 각 충격은 더 강해집니다. 결과적으로 용기의 벽에 더 많은 압력이 가해집니다.

따라서, 밀폐된 용기 안의 기체의 압력은 기체의 온도가 높을수록 크다, 가스의 질량과 부피가 변하지 않는 한.

이러한 실험을 통해 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다. 가스의 압력이 클수록 분자가 용기 벽에 더 자주 그리고 더 강해집니다. .

가스의 저장 및 운송을 위해 압축률이 높습니다. 동시에 압력이 증가하고 가스는 내구성이 뛰어난 특수 실린더에 넣어야합니다. 예를 들어 이러한 실린더에는 잠수함의 압축 공기, 금속 용접에 사용되는 산소가 포함되어 있습니다. 물론 가스 실린더는 가열할 수 없다는 점을 항상 기억해야 합니다. 특히 가스가 채워져 있을 때는 더욱 그렇습니다. 우리가 이미 알고 있듯이 매우 불쾌한 결과를 초래하는 폭발이 발생할 수 있기 때문입니다.

파스칼의 법칙.

압력은 액체 또는 기체의 각 지점으로 전달됩니다.

피스톤의 압력은 공을 채우는 액체의 각 지점으로 전달됩니다.

이제 가스.

고체와 달리 개별 층과 액체 및 기체의 작은 입자는 모든 방향에서 서로에 대해 자유롭게 이동할 수 있습니다. 예를 들어 유리잔에 담긴 물의 표면을 가볍게 불어 물을 움직이게 하면 충분합니다. 작은 바람에도 강이나 호수에 잔물결이 나타납니다.

기체와 액체 입자의 이동성은 다음을 설명합니다. 이들에 생성된 압력은 힘의 방향으로 전달될 뿐만 아니라 모든 지점에서 전달됩니다.. 이 현상을 더 자세히 살펴 보겠습니다.

이미지에 ㅏ기체(또는 액체)를 담고 있는 용기가 묘사되어 있습니다. 입자는 용기 전체에 고르게 분포됩니다. 용기는 위아래로 움직일 수 있는 피스톤에 의해 닫힙니다.

약간의 힘을 가하여 피스톤을 약간 안쪽으로 움직이게 하고 그 바로 아래에 있는 기체(액체)를 압축시키자. 그러면 입자(분자)가 이전보다 더 조밀하게 이 위치에 위치하게 됩니다(그림, b). 가스 입자의 이동성으로 인해 모든 방향으로 움직입니다. 결과적으로 그들의 배열은 다시 균일해지지만 이전보다 더 조밀해집니다(그림 c). 따라서 가스의 압력은 모든 곳에서 증가합니다. 이는 추가 압력이 기체 또는 액체의 모든 입자에 전달됨을 의미합니다. 따라서 피스톤 자체 근처의 가스(액체) 압력이 1Pa 증가하면 모든 지점에서 내부에가스 또는 액체 압력은 이전보다 같은 양만큼 커집니다. 용기 벽, 바닥 및 피스톤의 압력은 1Pa 증가합니다.

액체나 기체에 가해지는 압력은 모든 방향으로 균일하게 모든 지점으로 전달됩니다. .

이 진술은 파스칼의 법칙.

파스칼의 법칙에 따라 다음 실험을 쉽게 설명할 수 있습니다.

그림은 여러 곳에 작은 구멍이 있는 속이 빈 구를 보여줍니다. 피스톤이 삽입되는 볼에 튜브가 부착됩니다. 볼에 물을 넣고 피스톤을 튜브 안으로 밀어 넣으면 볼의 모든 구멍에서 물이 흐릅니다. 이 실험에서 피스톤은 튜브의 물 표면을 누릅니다. 응축되는 피스톤 아래의 물 입자는 압력을 더 깊은 다른 층으로 전달합니다. 따라서 피스톤의 압력은 공을 채우는 액체의 각 지점으로 전달됩니다. 결과적으로 물의 일부는 모든 구멍에서 흐르는 동일한 흐름의 형태로 공 밖으로 밀려납니다.

공이 연기로 채워지면 피스톤을 튜브 안으로 밀어 넣으면 공의 모든 구멍에서 동일한 연기 흐름이 나오기 시작합니다. 이것은 확인하고 가스는 생성된 압력을 모든 방향으로 동일하게 전달합니다..

액체와 기체의 압력.

액체의 무게로 인해 튜브의 고무 바닥이 처집니다.

지구상의 모든 물체와 마찬가지로 액체도 중력의 영향을 받습니다. 따라서 용기에 쏟아지는 액체의 각 층은 파스칼의 법칙에 따라 모든 방향으로 전달되는 무게로 압력을 생성합니다. 따라서 액체 내부에는 압력이 있습니다. 이것은 경험으로 확인할 수 있습니다.

얇은 고무 필름으로 바닥 구멍이 막힌 유리관에 물을 붓습니다. 액체의 무게로 인해 튜브의 바닥이 구부러집니다.

경험에 따르면 고무 필름 위의 물기둥이 높을수록 더 처집니다. 그러나 고무 바닥이 처진 후 매번 튜브의 물은 중력 외에도 늘어난 고무 필름의 탄성력이 물에 작용하기 때문에 평형 (정지)이됩니다.

삽화.

바닥은 중력으로 인한 압력으로 인해 실린더에서 멀어집니다.

물을 붓는 고무 바닥이있는 튜브를 물이 담긴 다른 더 넓은 용기에 넣습니다. 튜브가 낮아짐에 따라 고무 필름이 점차 펴지는 것을 볼 수 있습니다. 필름을 완전히 곧게 펴면 위와 아래에서 필름에 작용하는 힘이 동일하다는 것을 알 수 있습니다. 튜브와 용기의 수위가 일치하면 필름이 완전히 펴집니다.

그림 a와 같이 측면 개구부를 고무 필름으로 막은 튜브로 동일한 실험을 수행할 수 있습니다. 이 물통을 그림과 같이 다른 물통에 담그십시오. 비. 튜브와 용기의 수위가 같아지자마자 필름이 다시 펴지는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 고무 필름에 작용하는 힘이 모든 면에서 동일하다는 것을 의미합니다.

바닥이 떨어질 수 있는 그릇을 가져가십시오. 물병에 넣어봅시다. 이 경우 바닥이 용기 가장자리에 단단히 밀착되어 떨어지지 않습니다. 그것은 아래에서 위로 향하는 수압의 힘에 의해 눌려집니다.

우리는 용기에 조심스럽게 물을 붓고 바닥을 지켜볼 것입니다. 그릇의 물의 높이와 항아리의 물의 높이가 일치하면 그릇에서 떨어집니다.

분리되는 순간 용기의 액체 기둥이 바닥을 누르고 압력은 같은 높이의 액체 기둥의 바닥에서 바닥으로 전달되지만 항아리에 있습니다. 이 두 압력은 동일하지만 실린더에 대한 작용으로 인해 바닥이 실린더에서 멀어집니다. 자신의 힘중력.

물에 대한 실험은 위에서 설명했지만 물 대신 다른 액체를 사용하면 실험 결과는 동일합니다.

그래서 실험은 액체 내부에는 압력이 있으며 같은 수준에서 모든 방향에서 동일합니다. 압력은 깊이에 따라 증가합니다..

기체도 무게가 있기 때문에 액체와 이 점에서 다르지 않습니다. 그러나 우리는 기체의 밀도가 액체의 밀도보다 수백 배 낮다는 것을 기억해야 합니다. 용기에 있는 가스의 무게는 작고 대부분의 경우 "무게" 압력은 무시할 수 있습니다.

용기 바닥과 벽의 액체 압력 계산.

용기 바닥과 벽의 액체 압력 계산.

용기 바닥과 벽의 액체 압력을 계산하는 방법을 고려하십시오. 직육면체 모양의 용기에 대한 문제를 먼저 해결해 보겠습니다.

힘 에프, 이 용기에 부은 액체가 바닥을 누르는 것은 무게와 같습니다. 피용기의 액체. 액체의 무게는 질량을 알면 알 수 있습니다. 중. 아시다시피 질량은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다. m = ρV. 우리가 선택한 용기에 붓는 액체의 양은 계산하기 쉽습니다. 용기의 액체 기둥 높이가 문자로 표시되는 경우 시간, 용기 바닥 면적 에스, 그 다음에 V = 쉬.

액체 질량 m = ρV, 또는 m = ρ·Sh .

이 액체의 무게 피 = 지엠, 또는 P = g ρ Sh.

액체 기둥의 무게는 액체가 용기 바닥을 누르는 힘과 같기 때문에 무게를 나누면 피광장으로 에스, 우리는 유체 압력을 얻습니다 피:

p = P/S 또는 p = g ρ S h/S,

우리는 용기 바닥에 있는 액체의 압력을 계산하는 공식을 얻었습니다. 이 공식에서 알 수 있는 것은 용기 바닥의 액체 압력은 액체 기둥의 밀도와 높이에만 의존합니다..

따라서 유도된 공식에 따라 용기에 부어진 액체의 압력을 계산할 수 있습니다. 어떤 형태(엄밀히 말하면, 우리의 계산은 곧은 프리즘과 원기둥 모양을 가진 용기에만 적합합니다. 연구소의 물리학 과정에서 공식이 임의의 모양의 용기에도 해당됨이 입증되었습니다). 또한 용기 벽의 압력을 계산하는 데 사용할 수 있습니다. 동일한 깊이의 압력은 모든 방향에서 동일하므로 아래에서 위로의 압력을 포함하여 유체 내부의 압력도 이 공식을 사용하여 계산됩니다.

공식을 사용하여 압력을 계산할 때 p = gph필요 밀도 ρ 입방 미터당 킬로그램 (kg / m 3) 및 액체 기둥의 높이로 표시 시간- 미터(m), g\u003d 9.8 N / kg이면 압력은 파스칼 (Pa)로 표시됩니다.

예시. 오일 기둥의 높이가 10m이고 밀도가 800kg/m 3 인 경우 탱크 바닥의 오일 압력을 결정하십시오.

문제의 조건을 적어 봅시다.

주어진 :

ρ \u003d 800kg / m3

해결책 :

p = 9.8 N/kg 800 kg/m 3 10 m ≈ 80,000 Pa ≈ 80 kPa.

대답 : p ≈ 80kPa.

통신 선박.

통신 선박.

그림은 고무 튜브로 서로 연결된 두 개의 용기를 보여줍니다. 그런 선박이라고 합니다. 소통하다. 물뿌리개, 찻주전자, 커피 포트는 소통하는 그릇의 예입니다. 우리는 예를 들어 물 뿌리개에 부은 물이 주둥이와 내부에서 항상 같은 높이에 있다는 것을 경험을 통해 알고 있습니다.

통신 용기로 다음과 같은 간단한 실험을 수행할 수 있습니다. 실험을 시작할 때 고무 튜브를 가운데에 끼우고 튜브 중 하나에 물을 붓습니다. 그런 다음 클램프를 열면 두 튜브의 수면이 같은 높이가 될 때까지 물이 다른 튜브로 즉시 흐릅니다. 튜브 중 하나를 삼각대에 부착하고 다른 튜브를 올리거나 내리거나 기울일 수 있습니다. 다른 측면. 이 경우 액체가 진정되면 두 튜브의 레벨이 균등화됩니다.

모든 모양과 섹션의 통신 용기에서 균질 액체의 표면은 동일한 높이로 설정됩니다.(액체 위의 기압이 동일한 경우) (그림 109).

이는 다음과 같이 정당화될 수 있습니다. 액체는 한 용기에서 다른 용기로 이동하지 않고 정지해 있습니다. 이것은 두 용기의 압력이 모든 수준에서 동일하다는 것을 의미합니다. 두 용기의 액체는 동일합니다. 즉, 밀도가 동일합니다. 따라서 높이도 동일해야 합니다. 한 용기를 들어 올리거나 액체를 추가하면 압력이 증가하고 압력이 균형을 이룰 때까지 액체가 다른 용기로 이동합니다.

한 밀도의 액체를 연결 용기 중 하나에 붓고 다른 밀도를 두 번째 용기에 붓는 경우 평형 상태에서 이러한 액체의 수준은 동일하지 않습니다. 그리고 이것은 이해할 수 있습니다. 우리는 용기 바닥의 액체 압력이 기둥의 높이와 액체의 밀도에 정비례한다는 것을 알고 있습니다. 이 경우 액체의 밀도가 달라집니다.

동일한 압력에서 밀도가 높은 액체 기둥의 높이는 밀도가 낮은 액체 기둥의 높이보다 낮습니다(그림).

경험. 공기의 질량을 결정하는 방법.

에어 웨이트. 대기압.

존재 기압.

대기압은 용기 내의 희박한 공기의 압력보다 큽니다.

중력은 공기뿐만 아니라 지구에 위치한 모든 물체에 작용하므로 공기에는 무게가 있습니다. 공기의 무게는 질량을 알면 쉽게 계산할 수 있습니다.

우리는 공기의 질량을 계산하는 방법을 경험으로 보여줄 것입니다. 이렇게하려면 코르크가 달린 강한 유리 공과 클램프가 달린 고무 튜브를 가져 가십시오. 우리는 펌프로 공기를 빼내고 클램프로 튜브를 고정하고 저울에서 균형을 잡습니다. 그런 다음 고무 튜브의 클램프를 열고 공기를 넣으십시오. 이 경우 저울의 균형이 흐트러집니다. 그것을 복원하려면 다른 저울 팬에 무게를 가해야하며 그 질량은 공 부피의 공기 질량과 같습니다.

실험에 따르면 0 ° C의 온도와 정상 대기압에서 1m 3의 부피를 가진 공기의 질량은 1.29kg입니다. 이 공기의 무게는 계산하기 쉽습니다.

P = gm, P = 9.8 N/kg 1.29 kg ≈ 13 N.

공기 껍질, 지구를 둘러싼, 호출 대기 (그리스어에서. 대기증기, 공기 및 구체- 공).

인공 지구 위성의 비행 관측에서 알 수 있듯이 대기는 수천 킬로미터 높이까지 확장됩니다.

중력의 작용으로 인해 대기의 상층은 해수와 같이 하층을 압축합니다. 지구에 직접 인접한 공기층은 가장 많이 압축되며 파스칼의 법칙에 따라 생성된 압력을 모든 방향으로 전달합니다.

그 결과 지구 표면과 그 위에 위치한 물체는 공기 전체 두께의 압력을 경험하거나 일반적으로 그러한 경우에 대기압 .

대기압의 존재는 우리가 생활에서 접하는 많은 현상으로 설명할 수 있습니다. 그들 중 일부를 고려해 봅시다.

그림은 내부에 튜브 벽에 꼭 맞는 피스톤이 있는 유리 튜브를 보여줍니다. 튜브의 끝을 물에 담급니다. 피스톤을 올리면 그 뒤로 물이 올라갑니다.

이 현상은 물 펌프 및 기타 장치에서 사용됩니다.

그림은 원통형 용기를 보여줍니다. 탭이있는 튜브가 삽입되는 코르크로 닫힙니다. 공기는 펌프에 의해 용기 밖으로 펌핑됩니다. 그런 다음 튜브의 끝을 물에 넣습니다. 이제 수도꼭지를 열면 분수의 용기 내부로 물이 튀게 됩니다. 대기압이 용기의 희박한 공기의 압력보다 높기 때문에 물이 용기에 들어갑니다.

지구의 공기 껍질이 존재하는 이유는 무엇입니까?

모든 물체와 마찬가지로 지구의 대기층을 구성하는 가스 분자는 지구에 끌립니다.

그런데 왜 그것들은 모두 지구 표면으로 떨어지지 않습니까? 지구의 공기 껍질인 대기는 어떻게 보존됩니까? 이를 이해하려면 가스 분자가 연속적이고 무작위로 움직인다는 점을 고려해야 합니다. 그러나 또 다른 질문이 생깁니다. 왜 이러한 분자가 세계 공간, 즉 우주로 날아 가지 않는지입니다.

지구를 완전히 떠나기 위해서는 분자와 같은 우주선또는 로켓은 매우 빠른 속도(최소 11.2km/s)를 가져야 합니다. 이 소위 두 번째 탈출 속도. 지구의 대기층에 있는 대부분의 분자 속도는 이 우주 속도보다 훨씬 느립니다. 따라서 그들 대부분은 중력에 의해 지구에 묶여 있으며 무시할만한 수의 분자만이 지구를 넘어 우주로 날아갑니다.

분자의 무작위 이동과 중력의 영향으로 인해 가스 분자가 지구 근처의 공간에 "부유"하여 공기 껍질 또는 우리에게 알려진 대기를 형성합니다.

측정 결과 공기 밀도는 높이에 따라 급격히 감소하는 것으로 나타났습니다. 따라서 지구 위 5.5km 높이에서 공기 밀도는 지구 표면의 밀도보다 2배 적고 11km 높이-4배 적습니다. 높을수록 공기가 희박합니다. 그리고 마지막으로 최상층(지구에서 수백 수천 킬로미터)에서 대기는 점차 공기가 없는 공간으로 변합니다. 지구의 공기 껍질에는 명확한 경계가 없습니다.

엄밀히 말하면 중력의 작용으로 인해 닫힌 용기의 가스 밀도는 용기 전체 부피에서 동일하지 않습니다. 용기 바닥에서 가스의 밀도는 상부보다 높으므로 용기의 압력은 동일하지 않습니다. 선박의 상단보다 하단이 더 큽니다. 그러나 용기에 포함된 가스의 경우 이러한 밀도와 압력의 차이는 매우 작기 때문에 많은 경우 완전히 무시할 수 있습니다. 그러나 수천 킬로미터에 이르는 대기의 경우 그 차이는 상당합니다.

대기압 측정. 토리첼리 체험.

액체 기둥의 압력을 계산하는 공식(§ 38)을 사용하여 대기압을 계산하는 것은 불가능합니다. 이러한 계산을 위해서는 대기의 높이와 공기의 밀도를 알아야 합니다. 그러나 대기에는 명확한 경계가 없으며 높이에 따라 공기 밀도가 다릅니다. 그러나 대기압은 17세기 이탈리아 과학자가 제안한 실험을 통해 측정할 수 있다. 에반젤리스타 토리첼리 갈릴레오의 제자.

Torricelli의 실험은 다음과 같습니다. 한쪽 끝이 밀봉된 약 1m 길이의 유리관에 수은이 채워져 있습니다. 그런 다음 튜브의 두 번째 끝을 단단히 닫고 뒤집어 수은이 담긴 컵으로 낮추고 튜브의이 끝이 수은 수준 아래에서 열립니다. 모든 액체 실험에서와 마찬가지로 수은의 일부를 컵에 붓고 일부는 튜브에 남습니다. 튜브에 남아있는 수은 기둥의 높이는 약 760mm입니다. 튜브 내부의 수은 위에는 공기가 없고 공기가 없는 공간이 있으므로 가스가 이 튜브 내부의 수은 기둥에 위에서 압력을 가하지 않으며 측정에 영향을 미치지 않습니다.

위에서 설명한 경험을 제안한 Torricelli도 설명을 했습니다. 대기는 컵 안의 수은 표면을 압박합니다. 수은이 균형을 이루고 있습니다. 이것은 튜브의 압력이 아아 1(그림 참조)은 대기압과 같습니다. 대기압이 변하면 튜브의 수은 기둥 높이도 변합니다. 압력이 증가하면 컬럼이 길어집니다. 압력이 감소하면 수은 기둥의 높이가 감소합니다.

튜브 상부의 수은 위에는 공기가 없기 때문에 레벨 aa1에서 튜브의 압력은 튜브의 수은 기둥의 무게에 의해 생성됩니다. 그러므로 그것은 다음과 같다 대기압은 튜브의 수은주의 압력과 같습니다. , 즉.

피 ATM = 피수은.

대기압이 높을수록 Torricelli의 실험에서 수은 기둥이 높아집니다. 따라서 실제로 대기압은 수은 기둥의 높이(밀리미터 또는 센티미터)로 측정할 수 있습니다. 예를 들어 대기압이 780mmHg인 경우. 미술. (그들은 "밀리미터 수은"이라고 말합니다) 이것은 공기가 780mm 높이의 수직 수은 기둥이 생성하는 것과 동일한 압력을 생성한다는 것을 의미합니다.

따라서 이 경우 수은 1밀리미터(1mmHg)를 대기압의 단위로 한다. 이 단위와 우리에게 알려진 단위 사이의 관계를 찾아봅시다 - 파스칼(아빠).

높이가 1mm인 수은의 수은주 ρ의 압력은 다음과 같습니다.

피 = g ρh, 피\u003d 9.8N / kg 13,600kg / m3 0.001m ≈ 133.3Pa

따라서 1mmHg입니다. 미술. = 133.3 Pa.

현재 대기압은 일반적으로 헥토파스칼(1hPa = 100Pa) 단위로 측정됩니다. 예를 들어 일기 예보에서 기압이 1013hPa로 760mmHg와 같다고 발표할 수 있습니다. 미술.

Torricelli는 매일 튜브의 수은 기둥 높이를 관찰하면서 이 높이가 변한다는 사실을 발견했습니다. 즉, 대기압은 일정하지 않고 증가하거나 감소할 수 있습니다. Torricelli는 또한 대기압이 날씨 변화와 관련이 있음을 알아차렸습니다.

토리첼리의 실험에 사용된 수은관에 수직 저울을 부착하면 가장 간단한 장치가 나온다. 수은 기압계 (그리스어에서. 바로스-무거움, 메트로- 측정하다). 대기압을 측정하는 데 사용됩니다.

기압계 - 아네로이드.

실제로 대기압을 측정하기 위해 금속 기압계를 사용합니다. 아네로이드 기압계 (그리스어에서 번역 - 아네로이드 기압계). 기압계는 수은이 포함되어 있지 않기 때문에 그렇게 불립니다.

아네로이드의 모습이 그림에 나와 있습니다. 주요 부분은 물결 모양(골판지) 표면이 있는 금속 상자 1입니다(다른 그림 참조). 이 상자에서 공기가 펌핑되고 ​​대기압이 상자를 부수지 않도록 덮개 2가 스프링으로 당겨집니다. 대기압이 증가하면 뚜껑이 아래쪽으로 휘어지고 스프링에 장력이 가해집니다. 압력이 감소하면 스프링이 덮개를 곧게 펴줍니다. 화살표 포인터(4)는 압력이 변할 때 오른쪽 또는 왼쪽으로 움직이는 전달 메커니즘(3)을 통해 스프링에 부착됩니다. 화살표 아래에 눈금이 고정되어 있으며 눈금은 수은 기압계의 표시에 따라 표시됩니다. 따라서 아네로이드 화살표가 서있는 숫자 750(그림 참조)은 다음을 보여줍니다. 이 순간수은 기압계에서 수은 기둥의 높이는 750mm입니다.

따라서 대기압은 750mmHg입니다. 미술. 또는 ≈ 1000hPa.

기압의 변화는 날씨의 변화와 관련이 있기 때문에 기압의 값은 앞으로의 날씨를 예측하는 데 매우 중요합니다. 기압계는 기상 관측에 필요한 도구입니다.

다양한 고도에서의 대기압.

액체에서 압력은 우리가 알고 있듯이 액체의 밀도와 기둥의 높이에 따라 달라집니다. 압축률이 낮기 때문에 깊이가 다른 액체의 밀도는 거의 같습니다. 따라서 압력을 계산할 때 밀도가 일정하다고 간주하고 높이 변화만 고려합니다.

가스의 경우 상황이 더 복잡합니다. 가스는 압축성이 높습니다. 그리고 가스가 더 많이 압축될수록 밀도가 커지고 더 큰 압력이 생성됩니다. 결국, 가스의 압력은 분자가 신체 표면에 미치는 영향에 의해 생성됩니다.

지구 표면 근처의 공기층은 그 위에 있는 모든 공기층에 의해 압축됩니다. 그러나 표면의 공기층이 높을수록 압축이 약할수록 밀도가 낮아집니다. 따라서 발생하는 압력이 적습니다. 예를 들어 풍선이 지구 표면 위로 떠오르면 풍선의 기압이 낮아집니다. 이것은 그 위의 공기 기둥 높이가 감소할 뿐만 아니라 공기 밀도가 감소하기 때문에 발생합니다. 아래쪽보다 위쪽이 작습니다. 따라서 고도에 대한 기압의 의존성은 액체의 의존성보다 더 복잡합니다.

관측에 따르면 해수면에 위치한 지역의 대기압은 평균 760mmHg입니다. 미술.

0 ° C의 온도에서 높이 760mm의 수은 기둥의 압력과 같은 대기압을 정상 대기압이라고합니다..

정상 대기압 101 300 Pa = 1013 hPa입니다.

고도가 높을수록 기압은 낮아집니다.

작은 상승으로 평균 12m 상승할 때마다 압력이 1mmHg 감소합니다. 미술. (또는 1.33hPa).

고도에 대한 압력의 의존성을 알면 기압계의 판독 값을 변경하여 해발 고도를 결정할 수 있습니다. 해발고도를 직접 측정할 수 있는 눈금을 가진 아네로이드를 아네로이드라고 합니다. 고도계 . 그들은 항공과 산을 오를 때 사용됩니다.

압력 게이지.

우리는 이미 기압계가 대기압을 측정하는 데 사용된다는 것을 알고 있습니다. 대기압보다 높거나 낮은 압력을 측정하려면 압력 게이지 (그리스어에서. 마노스- 드문, 눈에 띄지 않는 메트로- 측정하다). 압력계는 액체그리고 금속.

먼저 장치와 조치를 고려하십시오. 개방형 액체 압력계. 그것은 약간의 액체가 부어지는 다리가 두 개인 유리관으로 구성됩니다. 액체는 용기 무릎의 표면에 대기압 만 작용하기 때문에 동일한 수준의 양쪽 무릎에 설치됩니다.

이러한 압력 게이지의 작동 방식을 이해하기 위해 한쪽이 고무 필름으로 덮인 둥근 평면 상자에 고무 튜브로 연결할 수 있습니다. 필름을 손가락으로 누르면 상자에 연결된 압력계 무릎의 액체 레벨이 감소하고 다른 무릎에서는 액체 레벨이 증가합니다. 이것은 무엇을 설명합니까?

필름을 누르면 상자 안의 기압이 높아집니다. 파스칼의 법칙에 따르면 이 압력 증가는 상자에 부착된 압력계의 무릎에 있는 액체로 전달됩니다. 따라서 이 무릎의 액체에 가해지는 압력은 대기압만 액체에 작용하는 다른 무릎보다 더 클 것입니다. 이 과도한 압력의 힘으로 액체가 움직이기 시작합니다. 압축 공기가 있는 무릎에서는 액체가 떨어지고 다른 액체에서는 올라갑니다. 압축 공기의 초과 압력이 마노미터의 다른 쪽 다리에서 생성되는 초과 액체 기둥의 압력과 균형을 이룰 때 액체는 평형(정지)에 도달합니다.

필름의 압력이 강할수록 과잉 액체 기둥이 높을수록 압력이 커집니다. 따라서, 압력의 변화는 이 잉여 열의 높이로 판단할 수 있습니다..

그림은 이러한 압력 게이지가 액체 내부의 압력을 측정할 수 있는 방법을 보여줍니다. 튜브가 액체에 더 깊이 잠길수록 압력계 무릎의 액체 기둥 높이 차이가 커집니다., 그러므로, 그리고 유체는 더 많은 압력을 생성합니다.

장치 상자를 액체 내부의 어느 정도 깊이에 설치하고 필름으로 위, 옆, 아래로 돌리면 압력계 판독 값이 변경되지 않습니다. 그래야 하니까. 액체 내부의 같은 높이에서 압력은 모든 방향에서 동일합니다..

그림 쇼 금속 압력계 . 이러한 압력계의 주요 부분은 파이프로 구부러진 금속 튜브입니다. 1 , 한쪽 끝이 닫힙니다. 탭이 있는 튜브의 다른 쪽 끝 4 압력이 측정되는 용기와 통신합니다. 압력이 증가하면 튜브가 구부러집니다. 레버로 닫힌 끝의 움직임 5 그리고 기어 3 저격수에게 넘어갔다 2 악기의 스케일 주위를 이동합니다. 압력이 감소하면 튜브는 탄성으로 인해 원래 위치로 돌아갑니다. 이전 위치, 화살표 - 스케일의 0 분할까지.

피스톤 액체 펌프.

이전에 고려한 실험(§ 40)에서 유리관의 물이 대기압의 영향을 받아 피스톤 뒤에서 상승하는 것으로 나타났습니다. 이 조치는 피스톤슬리퍼.

펌프는 그림에 개략적으로 표시되어 있습니다. 내부는 위아래로 움직이는 실린더로 구성되어 있으며 용기의 벽에 단단히 밀착되어 있습니다. 피스톤 1 . 밸브는 실린더 하부와 피스톤 자체에 설치됩니다. 2 위쪽으로만 열립니다. 피스톤이 위로 움직이면 대기압의 영향으로 물이 파이프로 들어가고 하단 밸브가 올라가고 피스톤 뒤로 이동합니다.

피스톤이 아래로 이동하면 피스톤 아래의 물이 하단 밸브를 누르고 닫힙니다. 동시에 물의 압력으로 피스톤 내부의 밸브가 열리고 물이 피스톤 위의 공간으로 흘러 들어갑니다. 다음 피스톤이 위로 이동하면 그 위의 물도 그 자리에서 상승하여 출구 파이프로 쏟아집니다. 동시에 새로운 부분의 물이 피스톤 뒤로 올라가고 피스톤이 내려갈 때 그 위에 있게 되며 펌프가 작동하는 동안 이 전체 절차가 몇 번이고 반복됩니다.

유압 프레스.

파스칼의 법칙을 사용하면 동작을 설명할 수 있습니다. 유압 기계 (그리스어에서. 수리공- 물). 이들은 운동 법칙과 액체 평형을 기반으로 작동하는 기계입니다.

유압 기계의 주요 부분은 피스톤과 연결 튜브가 장착된 직경이 다른 두 개의 실린더입니다. 피스톤과 튜브 아래 공간은 액체(일반적으로 광유)로 채워져 있습니다. 두 실린더의 액체 기둥 높이는 피스톤에 작용하는 힘이 없는 한 동일합니다.

이제 힘이 있다고 가정합시다. 에프 1과 에프 2 - 피스톤에 작용하는 힘, 에스 1과 에스 2 - 피스톤 영역. 첫 번째(작은) 피스톤 아래의 압력은 피 1 = 에프 1 / 에스 1 , 그리고 두 번째 아래(큰) 피 2 = 에프 2 / 에스 2. 파스칼의 법칙에 따르면 정지 유체의 압력은 모든 방향으로 동일하게 전달됩니다. 피 1 = 피 2 또는 에프 1 / 에스 1 = 에프 2 / 에스 2 , 여기서:

에프 2 / 에프 1 = 에스 2 / 에스 1 .

따라서 강도 에프 2 훨씬 더 많은 힘 에프 1 , 작은 피스톤의 면적보다 큰 피스톤의 면적이 몇 배 더 큽니까?. 예를 들어 큰 피스톤의 면적이 500cm 2이고 작은 피스톤의 면적이 5cm 2이고 작은 피스톤에 100N의 힘이 작용하면 100배 더 큰 힘이 피스톤에 작용하게 됩니다. 더 큰 피스톤, 즉 10,000N.

따라서 유압 기계의 도움으로 큰 힘과 작은 힘의 균형을 맞추는 것이 가능합니다.

태도 에프 1 / 에프 2는 힘의 증가를 보여줍니다. 예를 들어, 위의 예에서 힘의 이득은 10,000 N / 100 N = 100입니다.

압착(압착)에 사용되는 유압식 기계를 수압기 .

유압 프레스는 많은 힘이 필요한 곳에 사용됩니다. 예를 들어, 합판, 판지, 건초를 누르기 위해 정유 공장의 종자에서 기름을 짜내는 데 사용됩니다. 제철소는 유압 프레스를 사용하여 강철 기계 샤프트, 철도 바퀴 및 기타 여러 제품을 만듭니다. 현대식 유압 프레스는 수천만에서 수억 뉴턴의 힘을 낼 수 있습니다.

유압 프레스 장치는 그림에 개략적으로 표시되어 있습니다. 가압될 몸체 1(A)은 대형 피스톤 2(B)에 연결된 플랫폼에 배치됩니다. 작은 피스톤 3(D)은 액체에 큰 압력을 생성합니다. 이 압력은 실린더를 채우는 유체의 모든 지점으로 전달됩니다. 따라서 동일한 압력이 두 번째 큰 피스톤에 작용합니다. 그러나 두 번째 (대형) 피스톤의 면적이 작은 면적보다 크기 때문에 피스톤에 작용하는 힘은 피스톤 3 (D)에 작용하는 힘보다 클 것입니다. 이 힘으로 피스톤 2(B)가 올라갑니다. 피스톤 2(B)가 상승하면 본체(A)가 고정된 상부 플랫폼에 기대어 압축됩니다. 압력 게이지 4(M)는 유체 압력을 측정합니다. 유체 압력이 허용치를 초과하면 안전 밸브 5(P)가 자동으로 열립니다.

작은 실린더에서 큰 액체로 작은 피스톤 3(D)의 반복적인 움직임으로 펌핑됩니다. 이는 다음과 같은 방식으로 수행됩니다. 작은 피스톤(D)을 들어 올리면 밸브 6(K)이 열리고 피스톤 아래 공간으로 액체가 흡입됩니다. 액체 압력의 작용으로 작은 피스톤이 내려가면 밸브 6(K)이 닫히고 밸브 7(K")이 열리고 액체는 큰 용기로 들어갑니다.

몸에 잠긴 몸에 대한 물과 가스의 작용.

물속에서는 공중으로는 들기 힘든 돌도 쉽게 들어올릴 수 있다. 코르크를 물에 담갔다가 손에서 떼면 물에 뜬다. 이러한 현상은 어떻게 설명될 수 있습니까?

우리는 액체가 용기의 바닥과 벽을 누르는 것을 압니다(§ 38). 그리고 일부 고체가 액체 내부에 배치되면 용기 벽과 같은 압력을 받게 됩니다.

액체에 잠긴 몸에 액체 측면에서 작용하는 힘을 고려하십시오. 추론하기 쉽도록 밑면이 액체 표면에 평행한 평행 육면체 모양의 몸체를 선택합니다(그림). 신체의 측면에 작용하는 힘은 쌍으로 동일하고 서로 균형을 이룹니다. 이러한 힘의 영향으로 몸이 압축됩니다. 그러나 신체의 윗면과 아랫면에 작용하는 힘은 동일하지 않습니다. 윗면에 위에서 힘을 주어 누르십시오. 에프액체 높이의 1 열 시간하나 . 하부면 수준에서 압력은 높이가 있는 액체 기둥을 생성합니다. 시간 2. 우리가 알고 있듯이(§ 37) 이 압력은 액체 내부에서 모든 방향으로 전달됩니다. 따라서 아래에서 위로 힘을 가하여 몸의 하면에 에프 2 액체 기둥을 높게 누름 시간 2. 하지만 시간 2 개 더 시간 1, 따라서 힘의 계수 에프전원 모듈 2개 추가 에프하나 . 따라서 몸은 힘으로 액체 밖으로 밀려납니다. 에프 vyt, 힘의 차이와 같음 에프 2 - 에프 1 , 즉

그러나 S·h = V, 여기서 V는 평행육면체의 부피이고 ρW ·V = mW는 평행육면체의 부피에 있는 유체의 질량입니다. 따라서, F vyt \u003d g m well \u003d P well, 즉. 부력은 액체에 잠긴 몸의 부피 중 액체의 무게와 같습니다.(부력은 그 안에 잠긴 몸의 부피와 같은 부피의 액체의 무게와 같습니다.) 물체를 액체 밖으로 밀어내는 힘의 존재는 실험적으로 쉽게 발견할 수 있습니다. 이미지에 ㅏ끝에 화살표 포인터가 있는 스프링에 매달린 몸체를 보여줍니다. 화살표는 삼각대의 스프링 장력을 나타냅니다. 몸이 물 속으로 풀리면 용수철이 수축합니다(그림. 비). 예를 들어 손으로 누르는 것과 같이 약간의 힘으로 아래에서 위로 몸에 작용하면 동일한 스프링 수축을 얻을 수 있습니다. 그러므로 경험은 다음을 확인합니다. 유체 속에서 물체에 작용하는 힘은 물체를 유체 밖으로 밀어낸다.. 가스의 경우 우리가 알고 있듯이 파스칼의 법칙도 적용됩니다. 그래서 기체 속의 물체는 기체 밖으로 밀어내는 힘을 받게 됩니다.. 이 힘의 영향으로 풍선이 위로 올라갑니다. 기체에서 물체를 밀어내는 힘의 존재도 실험적으로 관찰할 수 있습니다. 우리는 코르크로 닫힌 유리 공이나 큰 플라스크를 단축 팬에 걸었습니다. 저울이 균형을 이룹니다. 그런 다음 전체 플라스크를 둘러싸도록 넓은 용기를 플라스크(또는 볼) 아래에 놓습니다. 용기는 밀도가 공기 밀도보다 큰 이산화탄소로 채워져 있습니다 (따라서 이산화탄소가 가라 앉고 용기를 채우고 공기를 대체합니다). 이 경우 저울의 균형이 흐트러집니다. 매달린 플라스크가 있는 컵이 위로 올라갑니다(그림). 이산화탄소에 잠긴 플라스크는 공기 중에서 플라스크에 작용하는 것보다 더 큰 부력을 경험합니다. 액체나 기체에서 물체를 밀어내는 힘은 물체에 가해지는 중력의 반대 방향입니다.. 따라서 prolcosmos). 이것은 우리가 때때로 공중에 거의 띄울 수 없는 물체를 물속에서 쉽게 들어 올리는 이유를 설명합니다. 작은 양동이와 원통형 몸체가 스프링에 매달려 있습니다(그림, a). 삼각대의 화살표는 스프링의 확장을 표시합니다. 그것은 공중에서 몸의 무게를 보여줍니다. 몸을 들어 올린 후 배액관 높이까지 액체가 채워진 배액 용기가 그 아래에 놓입니다. 그 후 몸을 액체에 완전히 담급니다 (그림, b). 여기서 부피가 몸의 부피와 같은 액체의 일부가 쏟아집니다.붓는 용기에서 유리로. 용수철이 수축하고 용수철의 포인터가 위로 올라가 액체에 있는 물체의 무게 감소를 나타냅니다. 에 이 경우몸에는 중력 외에도 몸을 액체 밖으로 밀어내는 또 다른 힘이 있습니다. 유리의 액체가 상단 버킷 (즉, 본체에 의해 옮겨진 버킷)에 부어지면 스프링 포인터가 초기 위치로 돌아갑니다 (그림, c). 이 경험을 바탕으로 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다. 액체에 완전히 잠긴 물체를 미는 힘은 물체의 부피 중 액체의 무게와 같습니다. . 우리는 § 48에서 같은 결론에 도달했습니다. 기체에 잠긴 몸으로 유사한 실험을 수행하면 다음과 같이 표시됩니다. 몸을 가스 밖으로 밀어내는 힘은 또한 몸의 부피에 포함된 가스의 무게와 같습니다. . 액체나 기체에서 물체를 밀어내는 힘을 아르키메데스의 힘, 과학자를 기리기 위해 아르키메데스 처음으로 그 존재를 지적하고 그 의미를 계산한 사람. 따라서 경험에 따르면 아르키메데스 (또는 부력) 힘은 신체 부피의 유체 무게와 같습니다. 에프에이 = 피에프 = gm그리고. 액체의 질량 m f 몸에 의해 변위 된 액체의 밀도 ρ w 및 몸의 부피 V t 액체에 잠겨 있습니다 (V l-몸에 의해 변위 된 액체의 부피는 다음과 같습니다. V t - 액체에 잠긴 몸체의 부피), 즉 m W = ρ W V t 그런 다음 우리는 다음을 얻습니다. 에프 A= g ρ그리고 · V티 따라서 아르키메데스의 힘은 몸이 잠긴 액체의 밀도와 몸의 부피에 따라 달라집니다. 그러나 예를 들어 액체에 잠긴 신체 물질의 밀도에는 의존하지 않습니다. 이 양은 결과 공식에 포함되지 않기 때문입니다. 이제 액체(또는 기체)에 잠긴 물체의 무게를 알아봅시다. 이 경우 신체에 작용하는 두 가지 힘은 반대 방향으로 향하기 때문에(중력은 아래로, 아르키메데스 힘은 위로) 유체 P 1의 신체 무게는 진공 상태의 신체 무게보다 작습니다. 피 = 지엠아르키메데스의 힘에 에프에이 = gm승 (여기서 중 w는 몸체에 의해 변위된 액체 또는 기체의 질량입니다. 이런 식으로, 물체가 액체나 기체에 잠기면 그에 의해 대체된 액체나 기체의 무게만큼 무게가 줄어듭니다.. 예시. 해수에서 부피가 1.6 m 3 인 돌에 작용하는 부력을 결정하십시오. 문제의 조건을 적어서 풀어봅시다. 플로팅 바디가 액체 표면에 도달하면 더 위로 이동하면 아르키메데스 힘이 감소합니다. 왜요? 그러나 액체에 잠긴 신체 부위의 부피가 줄어들고 아르키메데스의 힘은 액체에 잠긴 신체 부위의 부피에서 액체의 무게와 같기 때문입니다. 아르키메데스의 힘이 중력과 같아지면 몸이 멈추고 액체 표면에 부분적으로 잠겨 있습니다. 결과 결론은 실험적으로 쉽게 확인할 수 있습니다. 배수관 높이까지 배수 용기에 물을 붓습니다. 그런 다음 미리 공중에서 무게를 잰 후 부유체를 용기에 담그십시오. 물 속으로 내려간 몸은 몸에 잠긴 부분의 부피와 같은 양의 물을 대체합니다. 이 물의 무게를 잰 후 우리는 그 무게(아르키메데스의 힘)가 떠다니는 물체에 작용하는 중력, 즉 공중에서 이 물체의 무게와 같다는 것을 알게 되었습니다. 물, 알코올, 소금 용액과 같은 다른 액체에 떠 있는 다른 물체에 대해 동일한 실험을 수행한 후 다음을 확인할 수 있습니다. 물체가 유체에 뜨면 그에 의해 대체된 유체의 무게 무게와 같다공중에 떠 있는 이 몸. 그것을 증명하는 것은 쉽다 고체 고체의 밀도가 액체의 밀도보다 크면 신체는 그러한 액체에 가라 앉습니다. 밀도가 낮은 물체가 이 액체에 뜬다.. 예를 들어 철 조각은 물에 가라앉지만 수은에는 뜬다. 반면에 밀도가 액체의 밀도와 같은 몸체는 액체 내부에서 평형 상태를 유지합니다. 얼음은 밀도가 물보다 작기 때문에 물 표면에 뜬다. 액체의 밀도에 비해 몸의 밀도가 낮을수록 몸의 작은 부분이 액체에 잠깁니다. . 몸체와 액체의 밀도가 같으면 몸체는 어떤 깊이에서도 액체 내부에 떠 있습니다. 예를 들어 물과 등유와 같은 두 가지 비혼 화성 액체는 밀도에 따라 용기에 위치합니다. 용기의 하부-밀도가 높은 물 (ρ = 1000 kg / m 3), 상단-가벼운 등유 (ρ = 800) kg/m3) . 서식하는 살아있는 유기체의 평균 밀도 수생 환경, 물의 밀도와 거의 다르지 않으므로 무게는 아르키메데스 힘에 의해 거의 완전히 균형을 이룹니다. 덕분에 수생 동물은 육상 동물처럼 강하고 거대한 골격이 필요하지 않습니다. 같은 이유로 수생 식물의 줄기는 탄력적입니다. 물고기의 부레는 부피를 쉽게 변화시킵니다. 근육의 도움으로 물고기가 깊은 곳으로 내려가 수압이 증가하면 기포가 수축하고 물고기 몸의 부피가 줄어들고 위쪽으로 밀리지 않고 깊이에서 수영합니다. 따라서 물고기는 특정 한계 내에서 다이빙 깊이를 조절할 수 있습니다. 고래는 폐활량을 수축하고 확장하여 잠수 깊이를 조절합니다. 범선. 강, 호수, 바다 및 바다를 항해하는 선박은 다른 재료다른 밀도로. 선박의 선체는 일반적으로 강판으로 만들어집니다. 선박에 강도를 부여하는 내부 고정 장치도 모두 금속으로 만들어졌습니다. 선박 건조에는 물에 비해 밀도가 높고 낮은 다양한 재료가 사용됩니다. 배는 어떻게 떠다니고, 승선하고, 큰 짐을 싣고 갑니까? 떠다니는 물체에 대한 실험(§ 50)은 물체가 수중 부분으로 너무 많은 물을 대체하여 이 물의 무게가 공기 중의 물체의 무게와 같다는 것을 보여주었습니다. 이는 모든 선박에도 해당됩니다. 선박의 수중 부분에 의해 대체된 물의 무게는 공중에 화물을 실은 선박의 무게 또는 화물을 실은 선박에 작용하는 중력과 같습니다.. 선박이 물에 잠기는 깊이를 수심이라고 한다. 초안 . 허용되는 가장 깊은 흘수는 선체에 빨간색 선으로 표시되어 있습니다. 흘수선 (네덜란드어. 물- 물). 화물을 실은 선박에 작용하는 중력과 동일한 선박이 흘수선에 잠겼을 때 배수되는 물의 무게를 선박의 변위라고 합니다.. 현재, 5,000,000 kN(5 · 10 6 kN) 이상의 배수량을 가진 선박이 화물과 함께 500,000 톤(5 · 10 5 t) 이상의 질량을 가진 석유 운송을 위해 건조되고 있습니다. 변위에서 배 자체의 무게를 빼면 이 배의 운반 능력을 얻습니다. 적재능력은 선박에 적재된 화물의 무게를 나타냅니다. 조선은 그 이후로 존재했습니다. 고대 이집트, 페니키아 (페니키아 인은 최고의 조선업자 중 하나라고 믿어짐), 고대 중국. 러시아에서 조선업은 17세기와 18세기 초에 시작되었습니다. 주로 군함이 건조되었지만 최초의 쇄빙선, 내연 기관 선박, 핵 쇄빙선 Arktika가 건조 된 것은 러시아였습니다. 항공학. 1783년 Montgolfier 형제의 공을 묘사한 그림: “풍선 보기 및 정확한 치수 지구"처음이었다." 1786년 예로부터 사람들은 바다 위를 항해하면서 구름 위를 날고, 공기의 바다를 헤엄치는 꿈을 꾸었습니다. 항공용 처음에는 가열 된 공기 또는 수소 또는 헬륨으로 채워진 풍선이 사용되었습니다. 풍선이 공중으로 떠오르기 위해서는 아르키메데스의 힘(부력)이 필요합니다. 에프공에 작용하는 A는 중력 이상이었다 에프무겁다, 즉 에프 A > 에프무거운 공이 올라가면 공에 작용하는 아르키메데스의 힘이 감소합니다( 에프에이 = gρV), 상층 대기의 밀도가 지구 표면의 밀도보다 작기 때문입니다. 더 높이 올라가기 위해 특수 밸러스트(웨이트)를 공에서 떨어뜨려 공을 가볍게 만듭니다. 결국 공은 최대 리프트 높이에 도달합니다. 볼을 낮추기 위해 특수 밸브를 사용하여 가스의 일부가 쉘에서 방출됩니다. 수평방향에서는 풍선이 바람의 영향을 받아야만 움직이기 때문에 풍선이라고 한다. 풍선 (그리스어에서 공기- 공기, 상태- 서). 얼마 전까지만 해도 대기의 상층인 성층권을 연구하기 위해 거대한 풍선이 사용되었습니다. 성층권 . 승객과 화물을 항공으로 운송하기 위해 대형 항공기를 만드는 방법을 배우기 전에 제어 풍선이 사용되었습니다. 비행선. 그들은 길쭉한 모양을 가지고 있으며 프로펠러를 구동하는 본체 아래에 엔진이 달린 곤돌라가 매달려 있습니다. 풍선은 저절로 떠오를 뿐만 아니라 객실, 사람, 악기 등 일부 화물도 들어 올릴 수 있습니다. 따라서 풍선이 들어올릴 수 있는 하중의 종류를 알아내기 위해서는 그것을 결정할 필요가 있다. 양력. 예를 들어 헬륨으로 채워진 40m3의 부피를 가진 풍선을 공중으로 발사한다고 가정합니다. 공의 껍질을 채우는 헬륨의 질량은 다음과 같습니다. m Ge \u003d ρ Ge V \u003d 0.1890 kg / m 3 · 40 m 3 \u003d 7.2 kg, 무게는 다음과 같습니다. P Ge = gm Ge; P Ge \u003d 9.8 N / kg 7.2 kg \u003d 71 N 공기 중에서 이 공에 작용하는 부력(아르키메데스)은 부피가 40m3인 공기의 무게와 같습니다. F A \u003d g ρ 공기 V; F A \u003d 9.8 N / kg 1.3 kg / m 3 40 m 3 \u003d 520 N 이것은 이 볼이 520N - 71N = 449N의 하중을 들어 올릴 수 있음을 의미합니다. 이것이 리프팅 힘입니다. 부피는 같지만 수소로 채워진 풍선은 479N의 하중을 들어 올릴 수 있습니다. 이는 풍선의 리프팅 힘이 헬륨으로 채워진 풍선보다 더 크다는 것을 의미합니다. 그러나 여전히 헬륨은 타지 않아 더 안전하기 때문에 더 자주 사용됩니다. 수소는 가연성 가스입니다. 뜨거운 공기로 채워진 풍선을 올리고 내리는 것이 훨씬 쉽습니다. 이를 위해 볼 하단에 위치한 구멍 아래에 버너가 있습니다. 가스 버너를 사용하여 볼 내부의 공기 온도, 즉 밀도와 부력을 제어할 수 있습니다. 공이 더 높이 올라가려면 그 안의 공기를 더 강하게 가열하여 버너의 화염을 높이면 충분합니다. 버너의 불꽃이 줄어들면 공 안의 공기 온도가 낮아져 공이 아래로 내려간다. 공과 캐빈의 무게가 부력과 같은 공의 온도를 선택할 수 있습니다. 그러면 공이 공중에 떠서 쉽게 관찰할 수 있습니다. 과학이 발전함에 따라 항공 기술에도 상당한 변화가 있었습니다. 튼튼하고 서리에 강하며 가벼워진 풍선에 새로운 껍질을 사용할 수 있게 되었습니다. 무선 공학, 전자 공학, 자동화 분야의 성과로 인해 무인 풍선 설계가 가능해졌습니다. 이 풍선은 기류를 연구하고 대기의 하층에서 지리적 및 생물 의학 연구를 위해 사용됩니다. 용기 바닥과 벽의 액체 압력을 계산하는 방법을 고려하십시오. 먼저 숫자 데이터로 문제를 해결할 것입니다.직사각형 탱크는 물로 채워져 있습니다(그림 96). 탱크 바닥의 면적은 16m2이고 높이는 5m이며 탱크 바닥의 수압을 결정합시다. 물이 용기 바닥을 누르는 힘은 높이 5m, 바닥 면적이 16m2 인 물기둥의 무게와 같습니다. 즉,이 힘은 모든 물의 무게와 같습니다. 탱크의 물. 물의 무게를 알기 위해서는 물의 질량을 알아야 합니다. 물의 질량은 부피와 밀도로 계산할 수 있습니다. 탱크 바닥 면적에 높이를 곱하여 탱크 안의 물의 부피를 구해 봅시다: V= 16 m2*5 m=80 m3.이제 물의 질량을 결정합니다. 이를 위해 밀도 p = 1000 kg/m3에 부피를 곱합니다. 엠 = 1000kg/m3 * 80m3 = 80,000kg. 우리는 1kg의 무게가 9.8N이므로 물체의 무게를 결정하려면 무게에 9.8N/kg을 곱해야 한다는 것을 알고 있습니다. 따라서 탱크 안의 물의 무게는 P = 9.8N/kg * 80,000kg ≈ 800,000N. 이러한 힘으로 물은 탱크 바닥을 누르게 됩니다. 물의 무게를 탱크 바닥 면적으로 나누면 압력 p : p \u003d 800000 H / 16 m2 \u003d 50,000 Pa \u003d 50 kPa. 용기 바닥의 액체 압력은 훨씬 간단한 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. 이 공식을 도출하기 위해 문제로 돌아가서 일반적인 방법으로만 해결해 보겠습니다. 용기의 액체 기둥 높이를 문자 h로 표시하고 용기 바닥의 면적을 나타냅니다. 에스. 액체 컬럼 부피 V=쉿. 액체 질량 티= pV 또는 m = 산도 이 액체의 무게 피=GM,또는 피=gpSh. 액체 기둥의 무게는 액체가 용기 바닥을 누르는 힘과 같기 때문에 무게를 나누면 피광장으로 에스,압력을 받다 아르 자형: p = P/S 또는 p = gpSh/S 피=gph. 우리는 용기 바닥에 있는 액체의 압력을 계산하는 공식을 얻었습니다. 이 공식에서 알 수 있는 것은 용기 바닥의 액체 압력은 액체 기둥의 밀도와 높이에 정비례합니다. 이 공식을 사용하면 동일한 깊이의 압력이 모든 방향에서 동일하기 때문에 바닥에서 위로 압력을 포함하여 벽, 용기 및 액체 내부의 압력을 계산할 수도 있습니다. 공식을 사용하여 압력을 계산할 때: 피=gph 밀도 p를 입방 미터당 킬로그램(kg/m3)으로 표현하고 액체 기둥의 높이를 표시해야 합니다. 시간- 미터(m), g\u003d 9.8 N / kg이면 압력은 파스칼 (Pa)로 표시됩니다. 예시. 기름기둥의 높이가 10m이고 밀도가 800kg/m3인 경우 탱크 바닥의 기름 압력을 구하십시오. 질문. 1. 용기 바닥에 있는 액체의 압력은 어떤 양에 따라 달라집니까? 2. 용기 바닥의 액체 압력은 액체 기둥의 높이에 어떻게 의존합니까? 삼 . 용기 바닥의 액체 압력은 액체의 밀도에 어떻게 의존합니까? 4. 용기 벽의 액체 압력을 계산하려면 어떤 양을 알아야 합니까? 5. 용기 바닥과 벽의 액체 압력을 계산하는 데 사용되는 공식은 무엇입니까? 수업 과정. 1. 물, 등유, 수은에서 0.6m 깊이의 압력을 결정합니다. 2. 깊이가 10,900m인 가장 깊은 해구 중 하나의 바닥에서 수압을 계산합니다. 밀도 바닷물 1030kg/m3. 3. 그림 97은 수직 유리관에 연결된 축구 카메라를 보여줍니다. . 챔버와 튜브에 물이 있습니다.챔버 위에 접시가 놓여 있고 그 위에 5kg의 무게가 있습니다. 튜브의 수주 높이는 1m이고 판자와 카메라 사이의 접촉 영역을 결정합니다. 작업. 1. 키가 큰 배를 타십시오. 그것의 측면에서 직선으로 바닥에서 다른 높이로 세 개의 작은 구멍을 만드십시오. 성냥으로 구멍을 막고 용기에 물을 맨 위로 붓습니다. 구멍을 열고 흐르는 물의 흐름을 따르십시오(그림 98). 질문에 답하십시오. 구멍에서 물이 흘러 나오는 이유는 무엇입니까? 수심에 따라 압력이 증가한다는 것은 무엇을 의미합니까? 2. 교과서 “Hydrostatic paradox. 파스칼의 경험", "바다와 대양 바닥의 압력. 해저 탐사. 아래 계산기는 액체 기둥의 압력에 대한 공식을 사용하여 주어진 값에서 알 수 없는 값을 계산하도록 설계되었습니다. 공식 자체: 계산기를 사용하면 찾을 수 있습니다. 액체의 알려진 밀도, 액체 기둥의 높이 및 중력 가속도에서 액체 기둥의 압력 알려진 액체 압력, 액체 밀도 및 자유 낙하 가속도에서 액체 기둥의 높이 알려진 액체 압력, 액체 기둥 높이 및 자유 낙하 가속도의 액체 밀도 알려진 유체 압력, 유체 밀도 및 유체 기둥 높이의 중력 가속도 모든 경우에 대한 공식의 유도는 간단합니다. 기본 밀도는 물의 밀도, 중력 가속도는 지상 가속도, 압력은 1기압의 압력 값입니다. 평소와 같이 계산기 아래에 약간의 이론이 있습니다. 압력 밀도 높이 자유 낙하 가속도 액체의 압력, Pa 액체 기둥 높이, m 액체 밀도, kg/m3 자유 낙하 가속도, m/s2 수압- 조건부 수준 이상의 수주의 압력. 공식 수압꽤 쉽게 나온다 이 공식은 압력이 용기의 면적이나 모양에 의존하지 않는다는 것을 보여줍니다. 특정 액체 기둥의 밀도와 높이에만 의존합니다. 용기의 높이를 높이면 작은 부피로 다소 높은 압력을 만들 수 있습니다. Blaise Pascal은 1648년에 이것을 증명했습니다. 그는 물로 채워진 닫힌 통에 좁은 튜브를 삽입하고 2 층 발코니로 올라가이 튜브에 물 한 컵을 부었습니다. 튜브의 두께가 얇기 때문에 그 안의 물이 매우 높아졌고 배럴의 압력이 너무 높아져 배럴의 고정 장치가 견딜 수 없어 깨졌습니다. 그것은 또한 정수역학 역설과 같은 현상으로 이어집니다. 정수압 역설- 용기 바닥에 있는 용기에 쏟아지는 액체의 무게 압력의 힘이 쏟아지는 액체의 무게와 다를 수 있는 현상. 단면이 위쪽으로 증가하는 용기에서 용기 바닥의 압력은 액체의 무게보다 작고, 단면이 위쪽으로 감소하는 용기에서는 용기 바닥의 압력이 액체의 무게보다 큽니다. 액체의 무게. 용기 바닥의 액체 압력은 원통형 용기의 경우에만 액체의 무게와 같습니다. 위의 그림에서 용기 바닥의 압력은 모든 경우에 동일하며 쏟아지는 액체의 무게에 의존하지 않고 그 높이에만 의존합니다. 정수압 역설의 이유는 액체가 바닥뿐만 아니라 용기의 벽에도 압력을 가하기 때문입니다. 경사 벽의 유체 압력에는 수직 성분이 있습니다. 위로 확장되는 용기에서는 아래로 향하고 위로 좁아지는 용기에서는 위로 향합니다. 용기 내 액체의 무게는 용기의 전체 내부 영역에 대한 액체 압력의 수직 성분의 합과 같습니다. 이 수업에서는 수학적 변환과 논리적 결론을 사용하여 용기 바닥과 벽의 액체 압력을 계산하는 공식을 얻습니다. 주제: 고체, 액체 및 기체의 압력 Lesson: 용기의 바닥과 벽에 대한 액체의 압력 계산 용기 바닥과 벽의 압력을 계산하는 공식의 도출을 단순화하기 위해 직육면체 형태의 용기를 사용하는 것이 가장 편리합니다(그림 1). 쌀. 1. 액체 압력 계산용 용기 이 선박의 바닥 면적은 에스, 그의 높은 - 시간. 용기가 전체 높이까지 액체로 채워져 있다고 가정합니다. 시간. 바닥의 ​​압력을 결정하려면 바닥에 작용하는 힘을 바닥 면적으로 나누어야 합니다. 우리의 경우 힘은 유체의 무게입니다. 피선박에 위치 용기 안의 액체는 정지해 있기 때문에 그 무게는 중력과 같으며 액체의 질량을 알면 계산할 수 있습니다. 중 기호를 기억하십시오. g자유 낙하 가속. 액체의 질량을 찾으려면 밀도를 알아야 합니다. ρ 및 볼륨 V 바닥 면적에 용기 높이를 곱하여 용기의 액체 부피를 얻습니다. 이 값은 처음에 알려져 있습니다. 위 공식에서 차례로 대체하면 압력을 계산하기 위해 다음 식을 얻습니다. 이 식에서 분자와 분모는 같은 값을 포함합니다. 에스선박 바닥의 면적입니다. 그것을 줄이면 용기 바닥의 액체 압력을 계산하기 위해 원하는 공식을 얻습니다. 따라서 압력을 찾으려면 액체의 밀도에 자유 낙하 가속도 값과 액체 기둥의 높이를 곱해야 합니다. 위의 공식을 정수압 공식이라고 합니다. 그것은 당신이 압력을 찾을 수 있습니다 맨 아래로선박. 압력을 계산하는 방법 옆쪽벽선박? 이 질문에 답하기 위해 지난 수업에서 우리는 동일한 수준의 압력이 모든 방향에서 동일하다는 것을 확립했음을 기억하십시오. 이것은 주어진 깊이에서 유체의 모든 지점에서의 압력을 의미합니다. 시간찾을수있다 같은 공식으로. 몇 가지 예를 살펴보겠습니다. 두 개의 배를 가져 갑시다. 그들 중 하나는 물을 포함하고 다른 하나는 해바라기 기름을 포함합니다. 두 용기의 액체 레벨은 동일합니다. 이 액체의 압력은 용기 바닥에서 동일합니까? 확실히. 정수압을 계산하는 공식에는 유체의 밀도가 포함됩니다. 해바라기 기름의 밀도는 물의 밀도보다 낮고 액체 기둥의 높이가 같기 때문에 기름은 물보다 바닥에 더 적은 압력을 가합니다(그림 2). 쌀. 2. 동일한 컬럼 높이에서 밀도가 다른 액체는 바닥에 다른 압력을 가합니다. 또 하나의 예입니다. 모양이 다른 세 개의 그릇이 있습니다. 같은 액체가 같은 수준까지 부어집니다. 용기 바닥의 압력은 같습니까? 결국 용기에 담긴 액체의 질량과 무게가 다릅니다. 예, 압력은 동일합니다(그림 3). 실제로 정수압 공식에는 용기의 모양, 바닥 면적 및 쏟아지는 액체의 무게에 대한 언급이 없습니다. 압력은 액체의 밀도와 기둥의 높이에 의해서만 결정됩니다. 쌀. 3. 액체 압력은 용기의 모양에 의존하지 않습니다. 우리는 용기의 바닥과 벽에 작용하는 액체의 압력을 구하는 공식을 얻었습니다. 이 공식은 주어진 깊이에서 액체 부피의 압력을 계산하는 데에도 사용할 수 있습니다. 스쿠버 다이버의 잠수 깊이를 결정하고 수중 해저, 잠수함의 설계를 계산하고 다른 많은 과학 및 엔지니어링 문제를 해결하는 데 사용할 수 있습니다. 서지 Peryshkin A. V. 물리학. 7셀 - 14판, 고정관념. - M.: Bustard, 2010. Peryshkin A. V. 물리학 문제 모음, 7-9 세포: 5판, 고정관념. - 남: 시험출판사, 2010. Lukashik V. I., Ivanova E. V. 교육 기관의 7-9 학년 물리학 문제 모음. - 17판. - M.: Enlightenment, 2004. 디지털 교육 리소스의 단일 컬렉션(). 숙제 Lukashik V. I., Ivanova E. V. 7-9학년 No. 504-513의 물리학 문제 모음. 압력은 작용하는 물리량입니다. 특별한 역할자연과 인간의 삶에서. 눈에 보이지 않는 이 현상은 상태에 영향을 줄 뿐만 아니라 환경, 그러나 또한 모두가 매우 잘 느꼈습니다. 그것이 무엇인지, 어떤 종류가 존재하는지, 그리고 다양한 환경에서 압력(공식)을 찾는 방법을 알아봅시다. 물리학과 화학에서 압력이라고 하는 것 이 용어는 작용하는 표면적에 대해 수직으로 가해지는 압력의 비율로 표현되는 중요한 열역학적 양을 나타냅니다. 이 현상은 작동하는 시스템의 크기에 의존하지 않으므로 집약적 인 양을 나타냅니다. 평형 상태에서 압력은 시스템의 모든 지점에서 동일합니다. 물리학 및 화학에서는 문자 "P"로 표시되며 약자입니다. 라틴어 이름용어 - pressūra. 만약 우리 대화하는 중이 야액체의 삼투압(세포 내부와 외부의 압력 사이의 균형)에 대해서는 문자 "P"가 사용됩니다. 압력 단위 표준 국제 시스템 SI, 고려 중인 물리적 현상은 파스칼(Cyrillic - Pa, 라틴어 - Ra) 단위로 측정됩니다. 압력 공식에 따르면 1Pa는 1N(뉴턴 - 1제곱미터(면적 단위)으로 나눈 값)과 같습니다. 그러나 실제로는 파스칼 단위가 매우 작기 때문에 사용하기가 다소 어렵습니다. 이와 관련하여 SI 시스템의 기준 외에도 이 값은 다른 방식으로 측정될 수 있습니다. 아래는 가장 유명한 아날로그입니다. 그들 중 대부분은 구소련에서 널리 사용됩니다. 바. 1바는 105Pa와 같습니다. 토레스 또는 수은 밀리미터.약 1 Torr는 133.3223684 Pa에 해당합니다. 수주 밀리미터. 수주 미터. 기술적인 분위기. 물리적 분위기. 1atm은 101,325Pa 및 1.033233at와 같습니다. 평방 센티미터당 킬로그램 힘.톤포스(ton-force)와 그램포스(gram-force)도 있습니다. 또한 제곱인치당 아날로그 파운드 힘이 있습니다. 일반 압력 공식(7학년 물리학) 주어진 물리량의 정의로부터 그것을 찾는 방법을 결정할 수 있습니다. 아래 사진과 같습니다. 여기서 F는 힘이고 S는 면적입니다. 즉, 압력을 찾는 공식은 힘을 작용하는 표면적으로 나눈 값입니다. 다음과 같이 쓸 수도 있습니다. P = mg / S 또는 P = pVg / S. 따라서 이 물리량은 부피 및 질량과 같은 다른 열역학적 변수와 관련이 있습니다. 압력의 경우 다음 원칙이 적용됩니다. 힘의 영향을 받는 공간이 작을수록 누르는 힘의 양이 커집니다. 그러나 면적이 증가하면(동일한 힘으로) 원하는 값이 감소합니다. 정수압 공식 물질의 서로 다른 집계 상태는 서로 다른 속성의 존재를 제공합니다. 이를 바탕으로 P를 결정하는 방법도 달라집니다. 예를 들어, 수압(정수압) 공식은 다음과 같습니다. P = pgh. 기체에도 적용됩니다. 동시에 고도와 공기 밀도의 차이로 인해 대기압을 계산하는 데 사용할 수 없습니다. 이 공식에서 p는 밀도, g는 중력 가속도, h는 높이입니다. 이를 바탕으로 물체나 물체가 가라앉는 깊이가 깊을수록 액체(기체) 내부에 가해지는 압력이 높아집니다. 고려 중인 변형은 고전적인 예 P = F / S의 적응입니다. 힘이 자유 낙하 속도(F = mg)에 의한 질량의 도함수와 같고 액체의 질량이 밀도(m = pV)에 의한 부피의 도함수라는 것을 상기하면 압력 공식은 P = pVg / S로 쓸 수 있습니다. 이 경우 부피는 면적에 높이를 곱한 값입니다(V = Sh). 이 데이터를 삽입하면 분자와 분모의 면적을 줄일 수 있고 출력은 위의 공식 P \u003d pgh입니다. 액체의 압력을 고려할 때 고체와 달리 표면층의 곡률이 종종 가능하다는 점을 기억할 가치가 있습니다. 그리고 이것은 차례로 추가 압력 형성에 기여합니다. 이러한 상황에서는 약간 다른 압력 공식이 사용됩니다. P \u003d P 0 + 2QH. 이 경우 P0는 비곡선층의 압력이고 Q는 액체 인장면입니다. H는 Laplace의 법칙에 의해 결정되는 표면의 평균 곡률입니다. H \u003d ½ (1 / R 1 + 1 / R 2). 성분 R 1 및 R 2는 주 곡률의 반경입니다. 분압과 공식 P = pgh 방법은 액체와 기체 모두에 적용할 수 있지만 후자의 압력을 약간 다른 방식으로 계산하는 것이 좋습니다. 사실은 일반적으로 혼합물이 우세하기 때문에 일반적으로 절대적으로 순수한 물질은 흔하지 않습니다. 그리고 이것은 액체뿐만 아니라 기체에도 적용됩니다. 아시다시피 이러한 각 구성 요소는 부분 압력이라는 다른 압력을 가합니다. 정의하기는 꽤 쉽습니다. 고려중인 혼합물 (이상 기체)의 각 성분 압력의 합과 같습니다. 이것으로부터 분압 공식은 다음과 같이 보입니다. 구성 요소의 수에 따라 P \u003d P 1 + P 2 + P 3 ... 등등. 공기압을 결정해야 하는 경우가 종종 있습니다. 그러나 일부는 P = pgh 체계에 따라 산소로만 계산을 잘못 수행합니다. 그러나 공기는 다양한 기체의 혼합물입니다. 그것은 질소, 아르곤, 산소 및 기타 물질을 포함합니다. 현재 상황에 따라 기압 공식은 모든 구성 요소의 압력의 합입니다. 따라서 앞서 언급 한 P \u003d P 1 + P 2 + P 3을 취해야합니다 ... 압력 측정을 위한 가장 일반적인 기기 위의 공식을 사용하여 고려중인 열역학적 양을 계산하는 것이 어렵지 않다는 사실에도 불구하고 때때로 계산을 수행할 시간이 없는 경우가 있습니다. 결국, 항상 수많은 뉘앙스를 고려해야 합니다. 따라서 편의를 위해 사람 대신 이를 수행하기 위해 수세기에 걸쳐 여러 장치가 개발되었습니다. 실제로 이러한 종류의 거의 모든 장치는 다양한 압력 게이지입니다(기체 및 액체의 압력을 결정하는 데 도움이 됨). 그러나 디자인, 정확도 및 범위가 다릅니다. 대기압은 기압계라는 압력 게이지를 사용하여 측정됩니다. 진공(즉, 대기압보다 낮은 압력)을 결정해야 하는 경우 다른 버전인 진공 게이지가 사용됩니다. 알아내기 위해 동맥압인간의 경우 혈압계가 사용됩니다. 대부분의 경우 비침습성 안압계로 더 잘 알려져 있습니다. 수은 기계에서 전자동 디지털에 이르기까지 다양한 종류의 장치가 있습니다. 정확도는 재료와 측정 장소에 따라 다릅니다. 환경의 압력 강하(영어로 - 압력 강하)는 또는 차동계(동력계와 혼동하지 말 것)를 사용하여 결정됩니다. 압력의 종류 압력, 그것을 찾는 공식 및 다른 물질에 대한 변형을 고려할 때 이 양의 다양성에 대해 배울 가치가 있습니다. 다섯 개가 있습니다. 순수한. 기압 과잉. 진공. 미분. 순수한 이것은 대기의 다른 기체 성분의 영향을 고려하지 않고 물질이나 물체가 위치한 총 압력의 이름입니다. 파스칼 단위로 측정되며 초과 압력과 대기압의 합입니다. 기압식과 진공식의 차이이기도 합니다. P = P 2 + P 3 또는 P = P 2 - P 4 공식으로 계산됩니다. 지구의 조건에서 절대 압력의 기준점은 공기가 제거된 용기 내부의 압력(즉, 고전적 진공)입니다. 대부분의 열역학 공식에서는 이러한 유형의 압력만 사용됩니다. 기압 이 용어는 지구 자체의 표면을 포함하여 그 안에서 발견되는 모든 물체와 물체에 대한 대기압(중력)을 나타냅니다. 대부분의 사람들은 대기라는 이름으로도 알고 있습니다. 그것은 계산되며 그 가치는 측정 장소와 시간에 따라 달라집니다. 기상 조건그리고 해수면 위/아래에 있습니다. 기압의 값은 법선을 따라 단위 면적당 대기의 힘의 계수와 같습니다. 안정된 분위기에서 이것의 가치는 물리적 현상면적이 1인 바닥 위의 공기 기둥의 무게와 같습니다. 표준 기압은 101,325Pa(섭씨 0도에서 760mmHg)입니다. 또한 물체가 지구 표면에서 높을수록 기압이 낮아집니다. 8km마다 100Pa씩 감소합니다. 이 속성 덕분에 산에서는 주전자의 물이 집에서 스토브보다 훨씬 빨리 끓습니다. 사실 압력은 끓는점에 영향을 미칩니다. 감소하면 후자가 감소합니다. 그 반대. 압력솥 및 오토클레이브와 같은 주방 용품의 작업은 이 속성에 구축됩니다. 그들 내부의 압력 증가는 더 많은 형성에 기여합니다. 고온스토브의 기존 냄비보다. 기압 고도 공식은 대기압을 계산하는 데 사용됩니다. 아래 사진과 같습니다. P는 높이에서 원하는 값, P 0은 표면 근처의 공기 밀도, g는 자유 낙하 가속도, h는 지구 위의 높이, m은 가스의 몰 질량, t는 시스템의 온도입니다. , r은 범용 기체 상수 8.3144598 J⁄(mol x K)이고 e는 2.71828과 같은 Eclair 수입니다. 대기압에 대한 위의 공식에서 종종 R 대신 K가 사용됩니다 - 볼츠만 상수. 보편적인 기체 상수는 종종 아보가드로 수에 의한 곱으로 표현됩니다. 입자의 수가 몰 단위로 주어지면 계산에 더 편리합니다. 계산할 때 기상 상황의 변화 또는 해수면 위로 올라갈 때의 기온 변화 가능성과 지리적 위도를 항상 고려할 가치가 있습니다. 게이지 및 진공 대기압과 측정된 주변 압력의 차이를 과압이라고 합니다. 결과에 따라 값의 이름이 변경됩니다. 양수이면 게이지 압력이라고 합니다. 얻은 결과에 마이너스 기호가 있는 경우 진공 게이지라고 합니다. 기압 이상이 될 수 없다는 것을 기억할 가치가 있습니다. 미분 이 값은 다른 측정 지점에서의 압력 차이입니다. 일반적으로 모든 장비의 압력 강하를 결정하는 데 사용됩니다. 이것은 석유 산업에서 특히 그렇습니다. 어떤 종류의 열역학적 양이 압력이라고 불리는지, 어떤 공식을 사용하는지 파악한 후에는 이 현상이 매우 중요하므로 이에 대한 지식이 결코 불필요하지 않을 것이라는 결론을 내릴 수 있습니다. 우리는 읽기를 권장합니다 War Thunder에서 대규모 업데이트 "Storm 설명: War Thunder는 차세대 군사 MMO 게임으로... Titan Siege - 지루한 하드코어 "Titan Siege"는 스칸디나비아와 고대 그리스를 주제로 한 대규모 온라인 게임입니다. War Thunder의 Tempest, 새로운 차량, 그래픽, 효과 및 음악 독일 탱크 룩의 열렬한 팬으로서, 나는 많은 시간을 보냈습니다... 맨 위 흥미로운 도움되는 힌트 경력 및 재정 기술과 인터넷 가족과 관계 디자인과 인테리어 × 사이트 검색