Паскалийн шингэн ба хийн тухай хуульд аливаа бодист тархах даралт нь түүний хүчийг өөрчлөхгүй бөгөөд бүх чиглэлд жигд тархдаг гэж хэлдэг. Шингэн ба хийн бодисууд даралтын дор зарим ялгаатай байдлаар ажилладаг. Ялгаа нь бөөмсийн зан төлөв, хий, шингэний жингээс шалтгаална. Энэ нийтлэлд бид харааны туршилтын тусламжтайгаар энэ бүгдийг нарийвчлан авч үзэх болно.
Шингэний даралтыг дамжуулж байна уу
Пистоноор дээрээс нь битүүмжилсэн цилиндр хэлбэртэй савыг авцгаая. Дотор нь шингэн байдаг бөгөөд поршений жин дээр байдаг. Энэ нь өөрийн жинтэй тэнцэх хүчээр даралт үүсгэдэг. Энэ даралт нь шингэн рүү шилждэг. Түүний молекулууд нь хатуу биетийн хэсгүүдээс ялгаатай нь бие биенээсээ чөлөөтэй хөдөлж чаддаг. Тэдний зохион байгуулалтад хатуу дэг журам байдаггүй, санамсаргүй байдлаар тараагдсан байдаг.
Онцлогуудын талаарх мэдлэгИрээдүйд янз бүрийн бодисын бөөмсийн хөдөлгөөн нь шингэн ба хийн тухай Паскалийн хуулийг ойлгоход тусална. Хэрэв бид жингийн даралтын хүчээр шингэний молекулууд дээр ажиллах юм бол тэдгээр нь хэрхэн ажиллах вэ? Туршлага бидэнд энэ асуултад хариулахад тусална.
Даралтын дор шингэн хэрхэн ажилладаг вэ
Шингэний загвар нь шилэн сувстай, савны загвар нь таггүй хайрцаг байх болно. Бөмбөлөг, түүнчлэн шингэн бодисын хэсгүүд нь саванд чөлөөтэй хөдөлдөг. Хайрцагны өргөнтэй ижил өргөнтэй аливаа зүйлийг ав. Энэ нь бүлүүрийг дуурайна.
Шингэн дээрх поршенийг түлхэнэ. Түүний молекулууд хэрхэн ажилладаг вэ? Тэд савны ёроол, ханан дээр хоёуланг нь дарж байгааг бид харж байна. Тэд бие биенээ түлхэж, хайрцагнаас унах гэж оролддог. Хэрэв энэ нь жинхэнэ шингэн байсан бол савнаас үсрэх хандлагатай байх болно. Дараа нь Паскалийн шингэн ба хийн хуулийг судлахдаа бид үүнийг практик дээр харах болно. Молекулууд чөлөөтэй хөдөлдөг тул жингээс үзүүлэх даралтыг хажуу тийш болон доошоо дамжуулдаг. Хэрэв та шингэнийг хийгээр соливол яах вэ?
Даралтын дор агаар хэрхэн ажилладаг вэ
Манайд агаараар дүүрсэн поршений цилиндр байна гэж бодъё. Поршений дээд талд жин тавь. Хийд үзүүлэх даралтыг хэрхэн дамжуулдаг вэ? Поршений доош хөдөлж байх үед хийн дээд хэсэгт байрлах молекулуудын хоорондох зай багасдаг боловч удаан үргэлжлэхгүй. Хийн молекулуудын хурд секундэд хэдэн зуун метр байдаг. Тэдний хоорондох зай нь хэмжээнээс хамаагүй их юм. Тэд санамсаргүй чиглэлд хөдөлж, хоорондоо мөргөлддөг.
поршений үедунах үед бөөмс нь зүгээр л бага хэмжээгээр түгжигддэг. Үүний үр дүнд тэд савны хананд илүү их цохилт өгдөг бөгөөд хийн эзэлхүүн буурах тусам түүний даралт нэмэгддэг. Энэ постулатыг санаж байх ёстой бөгөөд ингэснээр шингэн ба хийн тухай Паскалийн хуулийг хожим ойлгоход хялбар байх болно. Нэг квадрат см тутамд секундэд цохилтын тоо бараг ижил байна. Энэ нь поршений үүсгэж буй даралтыг бүх чиглэлд өөрчлөхгүйгээр дамжуулдаг гэсэн үг.
Янз бүрийн чиглэлд даралтыг шилжүүлэх
Паскалийн хууль, шингэн ба хийн даралтыг шилжүүлэх тухай нэг хачирхалтай зүйлийг ойлгохгүй бол: бид хэрхэн доош дарж, даралт нь доош болон хажуу тийш дамждаг вэ? Гэхдээ цилиндрт хоолой бэхлэгдсэн бол даралт нь дээшээ дамжих уу? Туршилт хийцгээе.
Усаар дүүргэсэн хоёр тариур авч хоолойгоор холбоно. Тариурт байгаа шингэн даралт хэрхэн дамжихыг ажиглацгаая. Нэг тариурын бүлүүр дээр дар. Поршений даралтын хүч, улмаар шингэн дээр доош чиглэсэн байна. Гэсэн хэдий ч бид хоёр дахь тариурын бүлүүр дээшилж байгааг харж байна. Хоолойгоор дамждаг даралт нь хүчний чиглэлийг өөрчилдөг нь харагдаж байна. Сонирхолтой нь, тариурыг зөвхөн босоо байрлалд төдийгүй өөр хоорондоо зөв өнцгөөр байрлуулж болно. Үр дүн нь адилхан байх болно.
Усаа асгавал тариурт агаар байх болно. Туршлагыг давтъя. Туршилтын явцад бид хий нь бүх чиглэлд даралтыг дамжуулж байгааг харах болно. Шингэнээс ганц л ялгаа бий. Хэрэв та нэг поршений поршенийтариурыг доошлуулж, хуруугаараа засах ба дараа нь та өөр тариурын бүлүүрийг дарахад хий шахагдана. Түүний эзэлхүүн хоёр дахин багасч, поршений үсрэхийг хичээх болно. Энэ хий нь эзэлхүүнийг нэмэгдүүлэхийг эрэлхийлж, поршений дээш хөдөлдөг. Шингэнтэй бол өөр байх байсан, тийм амархан шахаж болохгүй.
Паскалын хууль
Шингэн болон хийгээр даралтыг шилжүүлэхийг туршлагын тусламжтайгаар судлах болно. Үүнийг Францын физикч Блез Паскал зохион бүтээжээ. Шилэн хоолой хавсаргасан хөндий бөмбөрцөгийг ав. Бөмбөгний янз бүрийн хэсэгт (дээд, хажуу, доод) жижиг нүхнүүд байдаг. Хоолойн дотор поршений байрлуулсан байна. Энэ бол Паскалийн хуулийг харуулах тусгай төхөөрөмж юм.
Бөмбөлөг хэрхэн ажиллаж байгааг харахын тулд хоолойгоор усаар дүүргэ. Хэдийгээр таталцлын хүч бөмбөгөнд дээрээс доошоо үйлчилдэг ч бөмбөгний нүхнээс ус гоожиж, өнцгөөр, хажуу тийш, бүр дээшээ урсдаг. Мэдээжийн хэрэг, тэд анхны чиглэлээсээ бага зэрэг хазайдаг, учир нь таталцал тэдэнд үйлчилдэг. Усанд үзүүлэх даралт бүх чиглэлд дамждагийг бид харж байна.
Хэрэв бид усны оронд утаа авч, энэ туршилтыг хийвэл утаа нь тортог, давирхайн жижиг хэсгүүдтэй өнгөт хий учраас хийн доторх даралтын шилжилтийг өөрийн нүдээр ажиглах болно. Маш хөнгөн тул таталцлын нөлөөнд төдийлөн өртөхгүй, усны урсгал шиг анхны байрлалаасаа хазайхгүй. Үүнийг бид дүгнэж болно: дарамт шахалтшингэн эсвэл хий дээр хүч өөрчлөгдөхгүйгээр шингэн ба хийн аль ч цэг рүү бүх чиглэлд дамждаг. Энэ бол шингэн ба хийд зориулсан Паскалийн хууль юм. Томъёо: P=F/S энд P нь даралт. Энэ нь F хүчийг перпендикуляр үйлчилж буй S талбайтай харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна.
