В сообщающихся сосудах, однородная жидкасть устанавливается на одном уровне. При равенстве давлений на поверхности неоднородной жидкости, высота столба в сообщающихся сосудах разная. Высота столба жидкости с большой плотностью будет меньше высоты столба жидкости с меньшей плотностью.
Ученик демонстрирует сообщающийся сосуд с однородной жидкостью ( наливается вода), при наклоне сосуда в разные сороны под разным углом, уровень воды остается одинаковый. Если в одно из колено данного сосуда, налить к примеру подсолнечное масло, то уровень жидкостей установится по разному. Из- за плотности жидкостей.
Водопровод- инженерное сооружение, служещее для снобжения водой населения. Работа водопровода основана на действие сообщающихся сосудов. Первый водопровод был сооружон несколько тысяч лет назад в Древнем Египте. Из под земли вода, при помощи водоподъемников по керамическим и деревянным трубам подавалась потребителям. В Алматы первый водопровод появился в октябре 1902 года. В качестве материала для труб служил лес из местной тянь- шанской ели. Был он длиной около 3 км. В 1935 году, началось плановое строительство водопровода. Давление воды в водопроводной башне создается следующим образом: если мы зрительно разделим жидкость на несколько слоев, хотя бы по 1 см, то в кадом слое находится n-е колличество молекул воды. Каждя молекула имеет вес и под воздействием силы тяжести притягивается к земле. Таким образом, каждый слов жидкости давит на последующий и т.д.
Ученики: 2- я группа. Тема: Атмосферное давление. Опыт Торричелли. Барометр.
Эванжелиста Торричели итальянский ученый, провел следующий опыт.
Стеклянную трубку длиной 1 м, запаянную с одной стороны, заполняют ртутью. Затем, плотно закрыв другой конец трубки, ее переворачивают, опустив окрытый конец в чашку со ртутью. Из трубки при этом выливается лишь небольшая часть ртутью. В трубке же остается столбик ртути высотой 76 см. Торричели, объяснил это тем, что столбик ртути удерживает на этом уровне атмосферное давление.
Было выяснено, что атмосферное давление меняется с высотой P= ρ𝗴h, с каждыми 12 метрами при поднятии в верх отмосферное давление уменьшается на 1 мм.рт.ст.
Барометр- анероид: состоит из металлического гафрированного корпуса, из которого выкачан воздух. Чтобы атмосферное давление не раздавило коробочку, ее крышку оттягивают пружиной. При изменении атмосферного давления, объем коробочки изменяется, в свою очередь крышка прогибается, пружина растягивается. Рычаг установленный на пружине, предает движение стелке, которая скользит вдоль шкалы прибора.
Нормальное атмосферное давление = 760 мм.рт.ст или 101 325 Па.
Ученики: 3-я группа. Изменение атмосферного давления с высотой.
Атмосфера имеет сложную структуру. Делится на слои: тропосферу, стратосферу, мезосферу и термосферу. Каждый слой давит на слой расположенный ниже и т.д. Вследствие этого, атмосфера на поверхности Земли плотная. Чем выше от Земли, тем слоев воздуха меньше и давления воздуха меньше. Нормальное атмосферное давление = 760 мм.рт.ст или 101300 Па.
В трапосфере, самый низкий слой от поверхности Земли, наблюдаются такие погодные явления как туман, осадки, молнии.
Человек может свободно дышать на высоте 5-6 км от поверхности Землти, выше необходимо применять специальный прибор с кислородом.
Каждой группе после сделанного сообщения, задаются несколько вопросов по данному разделу : «Давление в жидкостях и газах».
Изучение нового материала
Учитель:Переходим к изучению нового материала.
Мы уже знаем, что для измерения атмосферного давления какой применяютприбор? (барометр) Для измерения давлений, больших или меньших атмосферного, используется манометры (от греч. манос - редкий, неплотный, метрео - измеряю).
Манометры бывают жидкостные и металлические.
Рассмотрим сначала устройство и действие открытого жидкостного манометра.
Демонстрация манометра
Он состоит из двухколенной стеклянной трубки, в которую наливается какая-нибудь жидкость. Жидкость устанавливается в обоих коленах на одном уровне. Почему это происходит?
Ученики: Так как на ее поверхность в коленах сосуда действует только атмосферное давление.
Учитель: Чтобы понять, как работает такой манометр, его можно соединить резиновой трубкой с круглой плоской коробкой, одна сторона которой затянута резиновой пленкой. Если надавить пальцем на пленку, то, что произойдет с уровнем жидкости в колене манометра, соединенном в коробкой?
Ученики: Он понизится.
Учитель: А в другом колене?
Ученики: Он повысится.
Учитель:Чем это объясняется? Произвожу опрос учащихся.
Прошу учащихся объяснить суть увиденного и объяснить это с физической точки зрения.
При надавливании на пленку увеличивается давление воздуха в коробке. По закону Паскаля это увеличение давления передается и жидкости в том колене манометра, которое присоединено к коробке. Поэтому давление на жидкость в этом колене будет больше, чем в другом, где на жидкость действует атмосферное давление. Под действием силы этого избыточного давления жидкость начнет перемещаться. В колене со сжатым воздухом жидкость опустится, в другом - поднимется. Жидкость придет в равновесие (остановится), когда избыточное давление сжатого воздуха уравновесится давлением, которое производит избыточный столб жидкости в другом колене манометра.
Чем сильнее давить на пленку, тем выше избыточный столб жидкости, тем больше его давление. Следовательно, как мы можем судить об изменении давления? можно судить по высоте этого избыточного столба.
На рисунке показано, как таким манометром можно измерять давление внутри жидкости. Чем глубже погружается в жидкость трубочка, тем больше становится разность высот столбов жидкости в коленах манометра, тем, следовательно, и большее давление производит жидкость.
Если установить коробочку прибора на какой-нибудь глубине внутри жидкости и поворачивать ее пленкой вверх, вбок и вниз, то, что будетпроисходить с показания манометра? Они не будут меняться. Почему?
Ученики: На одном и том же уровне внутри жидкости давление одинаково по всем направлениям.
Учитель: жидкостный манометр показывает о …?
Ученики: показывает о изменении давления (повышение или понижение уровня жидкости в столбе прибора, указывает о высоком или низком давлении).
Учитель: В технике, для измерения давления жидкостей, газов или паров в основном используют металлический трубчатый манометр, называемый манометр Бурдона. На рисунке изображен металлический манометр. Основная часть такого манометра - согнутая в трубу металлическая трубка 1, один конец которой закрыт. Другой конец трубки с помощью крана 4 сообщается с сосудом, в котором измеряют давление. При увеличении давления трубка разгибается. Движение закрытого конца ее при помощи рычага 5 и зубчатки 3 передается стрелке 2, движущейся около шкалы прибора. При уменьшении давления трубка благодаря своей упругости возвращается в прежнее положение, а стрелка - нулевому делению шкалы.
Еще одним из видов приборов, который основан на действии атмосферного давления, является насосы.
Он состоит из цилиндра, внутри которого передвигается вверх и вниз поршень. В нижней части цилиндра и на самом поршне устанавливаются клапаны. При движении поршня вверх вода входит в трубку и поднимает нижний клапан. При движении поршня вниз, нижний клапан закрывается, открывается клапан, расположенный на поршне. При следующем движении поршня вверх вместе с ним поднимается и находящаяся над ним вода, которая через трубку выливается наружу. Одновременно поднимается новая порция воды.
Закрепление материала.
№1. Найдите давление на дно Марианской впадины, если известна глубина ее составляет 1200 метров.
№2. Водолаз опускается в море на глубину 90 м. определить давление воды на этой глубине. Плотность морской воды 1030 кг/м3
Ответ: 927кПа
№3. Давление, создаваемое водонапорным баком водопровода равно 750кПА. Определите высоту столба воды в баке.
Ответ: 75 м.
№4. Определите атмосферное давление на высоте 1200 метров от поверхности Земли.
Задание 5.
Задание №6.
Задание № 7.
Используя схему шлюзования судов, объясните принцип действия шлюзов.
Задание №8.
Сосуд разделён тонкой гибкой перегородкой. Справа и слева видим разное количество молекул. Перегородка же не прогибается. Объясните почему?
Что такое атмосферное давление? Вследствие чего оно возникает? Назовите формулы для расчета давления в твердых телах, жидкостей и газах. Сформулируйте закон Паскаля. Каким прибором можно измерить атмосферное давление?
Домашнее задание:
Параграф 42-43, упражнение 24 и вопросы после параграфа для самоконтроля.
Подведение итогов урока:
Выставление оценок: группа, которая давала полные и точные ответы на вопросы, получает оценку «5»;
