может в ближайшее время заменить устаревший платиново-иридиевый... »»»
получены изображения высокого разрешения Солнца с космической обсерватории Solar Dynamics Observatory... »»»
биография Альберта Эйнштейна - величайшего физика создавшего "Общую теорию относительности"... »»»
история создания, развития и будущее популярного оптического прибора... »»»
Представим сифон, действующий, как показано на рисунке. На этот раз сифон прекращает действовать, когда уровень воды в баке достигает точки С в трубке. Если бы в точке D был помещен палец для удержания воды, то давления могли бы уравняться. Давление в точке С равно рo, а в точке D равно po=xpg. Когда уровень воды в баке падает ниже точки С, то оба конца трубки открыты для атмосферного давления. В точке С давление воды будет равно атмосферному давлению воздуха, в то время как в точке D давление воды выше атмосферного (po+ xpg) — po = хpg. На этот раз вода вытекает из трубки, и действие сифона может быть возобновлено только при наполнении трубки.
Из приведенных теоретических рассуждений становится ясно, что атмосферное давление рo не играет роли в действии сифона. Поэтому сифон должен работать в вакууме, и это достигается для чистых жидкостей, которые не содержат в себе газов. Вместе с тем в жидкостях, которые содержат растворенные газы, например в воде, содержащей растворенный воздух, атмосферное давление предотвращает распадение воды на промежутки.
При помощи сифона очень удобно переливать жидкости из одного сосуда в другой, например при опорожнении аквариума. Даже маленький бак, наполненный водой, может быть слишком тяжелым, чтобы его поднять и опрокинуть и таким образом вылить воду. Вода может быть перелита при помощи трубки, предварительно наполненной водой. Один конец трубки должен быть помешен в бак ниже поверхности воды, а другой располагаться ниже уровня воды в этом баке. Трубку можно наполнить водой, закрыв один ее конец пальцем, пока в нее вливается вода до заполнения. Затем закрываются оба ее конца и один конец опускается в воду в баке, другой помещается над сосудом ниже уровня воды в баке. Можно поступить другим способом, когда трубка помещается в бак, как показано на рисунке, а воздух высасывается, при этом уменьшается давление остающегося в трубке воздуха.
Направленное движение жидкостей и газов достигается применением некоторых видов насосов. Доктора впрыскивают лекарства своим пациентам при помощи шприца. Когда хорошо притертый поршень оттягивается назад, давление внутри цилиндра уменьшается и атмосферное давление вталкивает туда жидкость (рис. а). Когда же на поршень нажимают, то он выталкивает жидкость из шприца через тонкое отверстие под большим давлением (рис.б).
Велосипедный насос
Другим распространенным видом насоса является велосипедный насос для накачивания шин. При движении ручки насоса внутрь воздух, содержащийся между поршнем и концом насоса, сжимается. Объем, занимаемый воздухом, уменьшается, при этом его молекулы, двигаясь с той же скоростью, более часто ударяют по стенкам. Это увеличение частоты ударов молекул проявляется как увеличение давления р1 в насосе.
Жидкости несжимаемы, т. е. их объем не уменьшается под давлением. Поэтому если к жидкости, заключенной в сосуде, приложить давление в одной точке, то оно будет передано по всей жидкости. Закон Паскаля утверждает, что давление на жидкость, находящуюся в замкнутом сосуде, передается во все точки этой жидкости вне зависимости от формы данного сосуда. Это может быть продемонстрировано при помощи стеклянного сосуда, изображенного на рисунк. Когда к поршню прилагается сила, то давление, которое он производит на воду, распространяется равномерно по всему объему воды и вода выходит из каждой дырочки с одинаковой скоростью. Другим примером равномерного распространения давления может служить вода, вытекающая из насадки лейки, при этом вытекать воду заставляет давление столба жидкости h в лейке. Высота столба жидкости также весьма важна для снабжения домов. Вода, содержащаяся в высоких резервуарах, подается по трубам в дома, находящиеся на более низком уровне.
Простой ртутный барометр можно сделать при помощи толстостенной трубки длиной в метр, которая запаяна с одного конца. Ртуть осторожно наливается в трубку, а воздушные шарики, оставшиеся в ртути, удаляются переворачиванием ее несколько рам при закрытии пальцем открытого конца трубки. Теперь трубка полностью наполнена ртутью, и ее нужно открытым концом опустить в широкий сосуд, наполненный ртутью, при этом прикрыв пальцем открытый конец. . Палец убирается, когда конец трубки находится ниже уровня поверхности ртути в этом сосуде. Поскольку давление, производимое столбиком ртути в полностью заполненной трубке, больше атмосферного давления р0, то часть ртути из трубки вытечет в сосуд. Пространство, образовавшееся вверху трубки, не содержит воздуха, и поэтому на этом участке отсутствует какое-либо давление.
Манометр — это удобный инструмент для измерения разности давления. Он состоит из трубки в форме латинской буквы U, содержащей определенную жидкость, например жидкость низкой плотности (как масло) для измерения малых разностей давления и жидкость с высокой плотностью (как ртуть) для измерения больших разностей давления.
Давление р1 в газопроводе больше атмосферного давления р0 (иначе газ не вышел бы из газопровода при отвернутом кране). Это давление передается на жидкость через левое колено трубки. Оно заставляет жидкость двигаться по трубке в правое колено до тех пор, пока она не поднимется на высоту h над уровнем поверхности жидкости в левом колене. Уравнение для давлений в этом состоянии дает p1 = hpg + p0, и, таким образом, превышение давления газа над атмосферным давлением дает нам дельта p = p1- p0 = hpg.
Представим себе весьма малую площадку внутри жидкости, находящейся в покое. Жидкая среда производит давление на эту площадку (сила давления, деленная на площадь). Если эта площадка настолько мала, что величина ее почти равна нулю, то давление на нее называется давлением в точке этой жидкости. Заметьте, что давление (определяемое как нормальная сила давления на единицу площади поверхности) является скалярной, а не векторной величиной.
Важно понимать, что давление в точке жидкости зависит только от вертикальной глубины нахождения этой точки. Отсюда следует, что давление во всех точках на одном и том же горизонтальном уровне в жидкости должно быть одинаковым.