Pascal se wet vir vloeistowwe en gasse sê dat druk, wat in 'n stof voortplant, nie sy sterkte verander nie en eweredig in alle rigtings oorgedra word. Vloeibare en gasvormige stowwe tree onder druk op met sekere verskille. Die verskil is te wyte aan die gedrag van deeltjies en die gewig van gasse en vloeistowwe. In die artikel sal ons dit alles in detail oorweeg met behulp van visuele eksperimente.
Is vloeistofdruk oorgedra
Kom ons neem 'n silindriese houer, wat van bo af hermeties verseël is deur 'n suier. Daar is 'n vloeistof binne, en 'n gewig is op die suier. Dit oefen druk uit met 'n krag gelykstaande aan sy gewig. Hierdie druk word na die vloeistof oorgedra. Sy molekules, anders as deeltjies van 'n soliede liggaam, kan vrylik beweeg relatief tot mekaar. Daar is geen streng volgorde in hul reëling nie, hulle word lukraak versprei.
Kennis van kenmerkedie beweging van deeltjies van verskillende stowwe in die toekoms sal ons help om Pascal se wet vir vloeistowwe en gasse te verstaan. Hoe sal die vloeistofmolekules optree as ons met die drukkrag van die gewig op hulle inwerk? Ondervinding sal ons help om hierdie vraag te beantwoord.
Hoe vloeistof onder druk optree
Die model van die vloeistof sal glaskrale wees, en die model van die houer sal 'n boks sonder 'n deksel wees. Balle, sowel as deeltjies van 'n vloeibare stof, beweeg vrylik in houers. Neem enige item wat dieselfde breedte as die breedte van die boks het. Dit sal 'n suier naboots.
Druk die suier op die vloeistof. Hoe tree sy molekules op? Ons sien dat hulle beide op die bodem van die houer en op sy mure druk. Hulle druk mekaar en probeer uit die boks val. As dit 'n regte vloeistof was, sou dit geneig wees om uit die houer te spat. Later, wanneer ons Pascal se wet vir vloeistowwe en gasse bestudeer, sal ons dit in die praktyk sien. As gevolg van die feit dat die molekules vrylik beweeg, word die druk wat deur die gewig uitgeoefen word beide na die kante en af oorgedra. En wat gebeur as jy vloeistof met gas vervang?
Hoe lug optree onder druk
Kom ons sê ons het 'n silinder met 'n suier gevul met lug. Plaas 'n gewig bo-op die suier. Hoe word die druk toegepas op die gas wat oorgedra word? Soos die suier afbeweeg, verminder die afstand tussen die molekules aan die bokant van die gas, maar nie vir lank nie. Die spoed van gasmolekules is honderde meters per sekonde. Die afstand tussen hulle is baie groter as hul grootte. Hulle beweeg in willekeurige rigtings en bots met mekaar.
Wanneer die suierval, word die deeltjies eenvoudig in 'n kleiner volume opgesluit. As gevolg hiervan tref hulle meer dikwels die mure van die vaartuig, en as die volume van die gas afneem, neem die druk toe. Hierdie postulaat moet onthou word, sodat dit later makliker sal wees om Pascal se wet vir vloeistowwe en gasse te verstaan. Die aantal slae per sekonde per vierkante sentimeter is amper dieselfde. Dit beteken dat die druk wat die suier produseer sonder verandering in alle rigtings oorgedra word.
Drukoordrag in verskillende rigtings
Pascal se wet, die oordrag van druk deur vloeistowwe en gasse kan nie verstaan word as 'n mens nie een vreemdheid verstaan nie: hoe is dit dat ons afdruk, en die druk word beide af en na die kante oorgedra? Maar wat as 'n buis aan die silinder geheg is, sal die druk daardeur opwaarts oorgedra word? Kom ons eksperimenteer.
Neem twee spuite gevul met water en verbind dit met 'n buis. Kom ons kyk hoe die druk deur die vloeistof wat in die spuite is oorgedra sal word. Druk op die suier van een spuit. Die krag van druk op die suier, en dus op die vloeistof, word afwaarts gerig. Ons sien egter dat die suier van die tweede spuit styg. Dit blyk dat die druk, wat deur die buis oorgedra word, die rigting van die krag verander. Interessant genoeg kan spuite nie net vertikaal geplaas word nie, maar ook reghoekig met mekaar. Die resultaat sal dieselfde wees.
Gooi die water uit, en daar sal lug in die spuite wees. Kom ons herhaal die ervaring. In die loop van die eksperiment sal ons sien dat die gas ook druk in alle rigtings oordra. Daar is net een verskil met vloeistof. As jy die suier van een laat sakspuit af en maak dit met jou vinger vas, dan wanneer jy die suier van 'n ander spuit druk, sal die gas saamdruk. Sy volume sal met ongeveer twee keer afneem, en die suier sal daarna streef om op te bons. Hierdie gas, wat probeer om sy volume te vergroot, veroorsaak dat die suier opwaarts beweeg. Dit sou anders wees met 'n vloeistof, dit sou nie moontlik wees om dit so maklik saam te druk nie.
Pascal se wet
Ons sal die oordrag van druk deur vloeistowwe en gasse met behulp van ondervinding bestudeer. Dit is uitgevind deur die Franse fisikus Blaise Pascal. Neem 'n hol bol waaraan 'n glasbuis vasgemaak is. In verskillende dele van die bal (bo, sy, onder) is daar klein gaatjies. 'n Suier word binne die buis geplaas. Dit is 'n spesiale toestel om Pascal se wet te demonstreer.
Vul die ballon deur die buis met water om te sien hoe dit optree. Alhoewel swaartekrag van bo na onder op die bal inwerk, vloei druppels water uit die gate van die bal teen 'n hoek, na die kant en selfs op. Hulle wyk natuurlik effens van hul oorspronklike rigting af, want swaartekrag werk op hulle in. Ons sien dat die druk wat op die water uitgeoefen word in alle rigtings oorgedra word.
As ons in plaas van water rook neem en hierdie eksperiment doen, sal ons die oordrag van druk in 'n gas met ons eie oë waarneem, want rook is 'n gas wat gekleur is met klein deeltjies roet of teer. As gevolg van die feit dat dit baie lig is, sal dit nie soveel deur swaartekrag beïnvloed word nie, dit sal nie soveel van sy oorspronklike posisie afwyk soos strome water nie. Ons kan dit aflei: die druk wat uitgeoefen isop 'n vloeistof of gas, word, sonder om krag te verander, na enige punt van die vloeistof en gas in alle rigtings oorgedra. Dit is Pascal se wet vir vloeistowwe en gasse. Formule: P=F/S waar P die druk is. Dit is gelyk aan die verhouding van die krag F tot die area S, waarop dit loodreg inwerk.
