Какие сосуды называют сообщающимися
Статьи
Основное общее образование
Линия УМК А. В. Перышкина. Физика (7-9)
Физика
Все мы ежедневно пользуемся сообщающимися сосудами – это чайник, лейка, в общем, это любая система ёмкостей, в которых жидкость, к примеру, вода, может свободно перетекать из одной ёмкости в другую. В чайнике, например, такими ёмкостями являются корпус и носик или корпус чайника и специальная ёмкость для определения уровня воды в нём. Что особенного в сообщающихся сосудах? Каким свойством или свойствами они обладают? Чем заслуживают наше внимание?
26 апреля 2019
Закон сообщающихся сосудов
Сосуды соединенные между собой, жидкость в которых может свободно перетекать, имеющие общее дно, называются сообщающимися. В соответствии с законом Паскаля, жидкость передаёт оказываемое на неё давление во всех направлениях одинаково. В открытых сосудах, атмосферное давление над каждым из них одинаково, значит, и давление жидкости на стенки сосудов будет одинаковым на любом уровне. Так как давление жидкости прямо пропорционально её плотности и глубине, в случае одинаковой жидкости в сообщающихся сосудах на одинаковой глубине будет одинаковое давление, что и объясняет выравнивание уровней жидкости в них. В случае разных жидкостей, чтобы на одинаковой глубине было одинаковое давление, жидкость с меньшей плотностью должна иметь больший уровень в сравнении с жидкостью большей плотности. Т.е.
ρ1 / ρ2 = h2 / h1
Физика. 7 класс. Учебник
Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту основного общего образования. Большое количество красочных иллюстраций, разнообразные вопросы и задания, а также дополнительные сведения и любопытные факты способствуют эффективному усвоению учебного материала.
Купить
Свойство сообщающихся сосудов
Возьмем несколько различных по размеру и форме открытых сосудов, проделаем в каждом из них отверстие и соединим отверстия в сосудах трубками, чтобы жидкость, которую мы будем наливать в один из них, могла свободно перетекать из одного сосуда в другой. Для большего эффекта, пожмем трубки, которые их соединяют и наполним один из сообщающихся сосудов водой. Теперь откроем трубки и увидим, что когда жидкость перестанет перетекать, то, вне зависимости от формы и размера сосудов, уровни жидкости в каждом будут совершенно одинаковыми. Или проведём иной опыт – возьмём пластиковую бутыль и срежем донышко, а крышку плотно прикрутим, проделаем в ней небольшое отверстие и вставим в него небольшой шланг, место соединения шланга и крышки бутыли сделаем герметичным с помощью пластилина. Теперь закрепим бутыль вверх дном, а шланг расположим параллельно бутыли открытым концом чуть выше её срезанного дна. Заполним бутыль жидкостью, например, подкрашенной водой. И вновь мы увидим, что вне зависимости от высоты сообщающихся сосудов, уровень воды в бутыли будет точно таким же, как и уровень воды в шланге. В этом и заключается первое и основное свойство сообщающихся сосудов: в открытых сообщающихся сосудах уровни одинаковой жидкости будут одинаковыми. Это замечательное свойство нашло широкое применение в практике, но об этом поговорим чуть позже. А теперь возьмём U-образную стеклянную трубку. Это тоже сообщающиеся сосуды, их, в данном случае, называют коленами трубки. В правое колено нальём воду и она, конечно же, перетечёт в левое колено так, что уровни воды в обоих коленах будут одинаковыми – мы уже знаем, что так и должно быть, хоть пока что и не знаем, почему. А теперь в левое колено, очень аккуратно, чтобы жидкости не смешивались, нальём керосин или подкрашенный спирт. И мы увидим, что теперь верхние уровни каждой жидкости в коленах будут отличаться. Уровень спирта или керосина будет выше уровня воды. Заглянем заодно в таблицу плотности жидкостей и увидим, что плотность керосина или спирта меньше плотности воды, а уровень, наоборот, выше. Из этого эксперимента можно сделать вывод – если в открытых сообщающихся сосудах налиты две разные жидкости, то уровень будет выше у той, чья плотность меньше. Иными словами, плотности жидкостей и их уровни будут обратно пропорциональными. Настала пора объяснить, почему так получается.
Читайте также:
Проекты на уроках физики: плюсы и минусы
Что такое радуга?
Почему море соленое?
Почему небо голубого цвета?
Применение на практике
Благодаря своим свойствам, сообщающиеся сосуды нашли широкое применение в различных технических и бытовых устройствах. Перечислим некоторые из них:
- измерители плотности,
- жидкостные манометры,
- определители уровня жидкости (водомерное стекло, к примеру),
- домкраты,
- гидравлические прессы,
- шлюзы,
- фонтаны,
- водопроводные башни и т.д.
Свойство сообщающихся сосудов реализуется не только в физике. Такая известная поговорка «Если где-то прибыло, значит где-то убыло» фактически напрямую связана со свойством сообщающихся сосудов и означает, что в окружающем нас мире всё взаимосвязано, а значит – стремится к равновесию. Когда человек смещает это равновесие в одну сторону, это немедленно сказывается в чём-то другом. Над этим стоит задуматься, не так ли?
Материал по физике на тему «Сообщающиеся сосуды» для 7 класса.
Методические советы учителям
- При изучении этой темы обязательно необходима демонстрация. Описанные в статье эксперименты обязательно нужно показать детям в живом исполнении.
- Желательно продемонстрировать принцип действия фонтана (это также довольно не сложно сделать своими руками).
- Обратите внимание учащихся на формулу для двух жидкостей – это обратная пропорция. На нескольких примерах поясните смысл обратной пропорциональности.
- Рассмотрите ситуацию с тремя жидкостями (решите соответствующую задачу).
- А вот действие шлюзов лучше всего продемонстрировать с помощью видео.
#ADVERTISING_INSERT#
Источник
Всем известно, что нужно сделать с чайником, чтобы из его носика полилась вода, – просто наклонить. А вот вопрос, можно ли перевести корабль через гору в море или другой водоем, вызовет у нас сомнение. Чтобы ответить на него, сначала следует узнать, что из себя представляют сообщающиеся сосуды.
Закон сообщающихся сосудов
Сообщающиеся сосуды – это взаимодействующие друг с другом сосуды, которые имеют общее дно.
Рис. 1. Сообщающиеся сосуды
Закон сообщающихся сосудов гласит, что в таких сосудах, какую бы форму они не имели, поверхности однородных жидкостей в состоянии покоя находятся на одном уровне, то есть давление, оказываемое на стенки на любом горизонтальном уровне является одинаковым.
Если же в сосуде жидкости разные, то уровень выше в сосуде, в котором жидкость обладает меньшей плотностью. То есть, если в один сосуд налить жидкость, обладающую одной плотностью, а во второй – другой, то при равновесии их уровни не будут одинаковыми. Следовательно отсюда можно вывести формулу:
ρ1/ρ2=h2/h1
Где:
- ρ – плотность жидкости;
- h – высота столба.
Также для сообщающихся сосудов важной является формула:
p=gρh
Где:
- g – ускорение свободного падения;
- ρ – плотность жидкости (кг/куб.м);
- h – глубина (высота столба жидкости).
Этой формулой определяется давление жидкости на дно сосуда.
Древним римлянам было неизвестно определение сообщающихся сосудов, поэтому их акведуки – водопроводы занимали огромную протяженность над поверхностью земли и строились с равномерным уклоном вниз.
Свойства сообщающихся сосудов
В сообщающихся сосудах уровень жидкости одинаковый. Это происходит потому, что жидкость производит одинаковое давление на стенки сосуда. Достичь разного уровня однородной жидкости в сообщающихся сосудах можно с помощью перегородки между ними.
Перегородка перекроет сообщение между сосудами, и тогда можно в один из них долить жидкость, чтобы уровень изменился. В данной ситуации возникает напор – давление, производимое весом столба жидкости высотой, равной разности уровней. И если убрать перегородку, то именно это давление станет причиной тому, что жидкость будет перетекать в тот сосуд, где ее уровень ниже, до тех пор, пока уровни не станут одинаковыми.
В жизни очень часто можно встретить естественный напор. И таких примеров довольно много. Например, им обладает вода в горных реках, когда падает с высоты. Плотина также является примером естественного напора. Чем она выше, тем больше будет напор воды, поднятой плотиной.
Применение закона о сообщающихся сосудах
Принцип действия сообщающихся сосудов используется при сооружении фонтанов, водопроводов, шлюзов. Чайник и его носик тоже являются сообщающимися сосудами, так как вода, налитая в чайник, заполняет носик и всю остальную часть до одинаковой высоты. Применение свойств таких сосудов, могут даже помочь провести корабль через гору. И для этого как раз понадобиться шлюз. Шлюз – это лифт для судов. Если водное пространство перегорожено плотиной, то уровень воды в водохранилище выше, чем в реке ниже по течению. И чтобы добраться до этого уровня, судно должно зайти в шлюз, который отгорожен двумя водными непроницаемыми воротами. Когда шлюз полностью заполняется водой, судно выходит из шлюза и продолжает свой путь (уровень воды в шлюзе и водохранилище выравнивается по закону сообщающихся сосудов).
Рис. 2. Шлюз
Что мы узнали?
Из этой темы по физики за 7 класс можно ясно понять, какие сосуды называются сообщающимися. Ими могут называться лишь те сосуды, обладающие общим дном, где жидкость может свободно перетекать из одного сосуда в другой. Также сообщающиеся сосуды играют огромную роль в нашей повседневной жизни, облегчая ее и помогая выходить из трудных ситуаций. Принципы сообщающихся сосудов лежат в основе различных чайников, кофейников, водомерных стекол на паровых котлах.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда – пройдите тест.
-
Алика Квегмайр
10/10
Яна Василькова
10/10
Елена Куренкова
9/10
Мария Егорова
8/10
Тимофей Черный
10/10
Максим Скарнович
10/10
Люба Музыченко
10/10
Владимир Шитов
9/10
Константин Никитич
9/10
Катя Пу
10/10
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.2. Всего получено оценок: 846.
Источник
Сообщающиеся сосуды – это сосуды, соединенные между собой ниже уровня жидкости в каждом из сосудов. Таким образом жидкость может перемещаться из одного сосуда в другой.
Перед тем как понять принцип действия сообщающихся сосудов и варианты их использования необходимо определиться в понятиях, а точнее разобраться с основным уравнением гидростатики.
Итак, сообщающиеся сосуды имеют одно общее дно и закон о сообщающихся сосудах гласит:
Какую бы форму не имели такие сосуды, на поверхности однородных жидкостей в состоянии покоя на одном уровне действует одинаковое давление.
Для иллюстрации этого закона и возможностей его применения начнем с рассмотрения основного уравнения гидростатики.
Основное уравнение гидростатики
P = P1 + ρgh
где P1 – это среднее давление на верхний торец призмы,
P – давление на нижний торец,
g – ускорение свободного падения,
h – глубина погружения призмы под свободной поверхностью жидкости.
ρgh – сила тяжести (вес призмы).
Звучит уравнение так:
Давление на поверхность жидкости, произведенное внешними силами, передается в жидкости одинаково во всех направлениях.
Из написанного выше уравнения следует, что если давление, например в верхней точке изменится на какую-то величину ΔР, то на такую же величину изменится давление в любой другой точке жидкости
Доказательство закона сообщающихся сосудов
Возвращаемся к разговору про сообщающиеся сосуды.
Предположим, что имеются два сообщающихся сосуда А и В, заполненные различными жидкостями с плотностями ρ1 и ρ2. Будем считать, что в общем случае сосуды закрыты и давления на свободных поверхностях жидкости в них соответственно равны P1 и P2.
Пусть поверхностью раздела жидкостей будет поверхность ab в сосуде А и слой жидкости в этом сосуде равен h1. Определим в заданных условиях уровень воды в сообщающихся сосудах – начнем с сосуда В.
Гидростатическое давление в плоскости ab, в соответствии с уравнение гидростатики
P = P1 + ρgh1
если определять его, исходя из известного давления P1 на поверхность жидкости в сосуде А.
Это давление можно определить следующим образом
P = P2 + ρgh2
где h2 – искомая глубина нагружения поверхности ab под уровнем жидкости в сосуде В. Отсюда выводим условие для определения величины h2
P1 + ρ1gh1 = P2 + ρ2gh2
В частном случае, когда сосуды открыты (двление на свободной поверхности равно атмосферному), а следовательно P1 = P2 = Pатм , имеем
ρ1h1 = ρ2h2
или
ρ1 / ρ2 = h2 / h1
т.е. закон сообщающихся сосудов состоит в следующем.
В сообщающихся сосудах при одинаковом давлении на свободных поверхностях высоты жидкостей, отсчитываемые от поверхности раздела, обратно пропорциональны плотностям жидкостей.
Свойства сообщающихся сосудов
Если уровень в сосудах одинаковый, то жидкость одинаково давит на стенки обоих сосудов. А можно ли изменить уровень жидкости в одном из сосудов.
Можно. С помощью перегородки. Перегородка, установленная между сосудами перекроет сообщение. Далее доливая жидкость в один из сосудов мы создаем так называемый подпор – давление столба жидкости.
Если затем убрать перегородку, то жидкость начнет перетекать в тот сосуд где её уровень ниже до тех пор пока высота жидкости в обоих сосудах не станет одинаковой.
В быту этот принцип используется например в водонапорной башне. Наполняя водой высокую башню в ней создают подпор. Затем открывают вентили, расположенные на нижнем этаже и вода устремляется по трубопроводам в каждый подключенный к водоснабжению дом.
Приборы основанные на законе сообщающихся сосудов
На принципе сообщающихся сосудов основано устройство очень простого прибора для определения плотности жидкости. Этот прибор представляет собой два сообщающихся сосуда – две вертикальные стеклянные трубки А и В, соединенные между собой изогнутым коленом С. Одна из вертикальных трубок заполняется исследуемой жидкостью, а другая жидкостью известной плотности ρ1 (например водой), причем в таких количествах, чтобы уровни жидкости в среднем колене находились на одной и той же отметке прибора 0.
Затем измеряют высоты стояния жидкостей в трубках над этой отметкой h1 и h2. И имея ввиду, что эти высоты обратно пропорциональны плотностям легко находят плотность исследуемой жидкости.
В случае, когда оба сосуде заполнены одной и той же жидкостью – высоты, на которые поднимется жидкость в сообщающихся сосудах, будут одинаковы. На этом принципе основано устройство так называемого водометного стекла А. Его применяют для определения уровня жидкости в закрытых сосудах, например резервуарах, паровых котлах и т.д.
Принцип сообщающихся сосудов заложен в основе ряда других приборов, предназначенных для измерения давления.
Применение сообщающихся сосудов
Простейшим прибором жидкостного типа является пьезометр, измеряющий давление в жидкости высотой столба той же жидкости.
Пьезометр представляет собой стеклянную трубку небольшого диаметра (обычно не более 5 мм), открытую с одного конца и вторым концом присоединяемую к сосуду, в котором измеряется давление.
Высота поднятия жидкости в пьезометрической трубке – так называемая пьезометрическая высота – характеризует избыточное давление в сосуде и может служить мерой для определения его величины.
Пьезометр – очень чувствительный и точный прибор, но он удобен только для измерения небольших давлений. При больших давлениях трубка пьезометра получается очень длинной, что усложняет измерения.
В этом случае используют жидкостные манометры, в которых давление уравновешивается не жидкостью, которой может быть вода в сообщающихся сосудах, а жидкостью большей плотности. Обычно такой жидкостью выступает ртуть.
Так как плотность ртути в 13,6 раз больше плотности воды и при измерении одних и тех же давлений трубка ртутного манометра оказывается значительно короче пьезометрической трубки и сам прибор получается компактнее.
В случае если необходимо измерить не давление в сосуде, а разность давлений в двух сосудах или, например, в двух точках жидкости в одном и том же сосуде применяют дифференциальные манометры.
Сообщающиеся сосуды находят применение в водяных и ртутных приборах жидкостного типа, но ограничиваются областью сравнительно небольших давлений – в основном они применяются в лабораториях, где ценятся благодаря своей простоте и высокой точности.
Когда необходимо измерить большое давление применяются приборы основанные на механических принципах. Наиболее распространенный из них – пружинный манометр. Под действием давления пружина манометра частично распрямляется и посредством зубчатого механизма приводит в движение стрелку, по отклонению которой на циферблате показана величина давления.
Видео по теме
Ещё одним устройством использующим принцип сообщающихся сосудов хорошо знакомым автолюбителем является гидравлический пресс(домкрат). Конструктивно он состоит из двух цилиндров: одного большого, другого маленького. При воздействии на поршень малого цилиндра на большой передается усилие во столько раз большего давления во сколько площадь большого поршня больше площади малого.
Вместе со статьей “Закон сообщающихся сосудов и его применение.” читают:
Источник
Цель урока: Ознакомление с сообщающимися сосудами, основными свойствами
сообщающихся сосудов, применением сообщающихся сосудов. Развитие творческих
способностей обучающихся в рамках исследовательской работы.
Задачи:
- продолжить формирование понятия давления жидкости на дно и стенки
сосуда; - продолжить изучение закона Паскаля на примере однородных и разнородных
жидкостей в сообщающихся сосудах, - дать понятие сообщающихся сосудов;
- формировать интеллектуальные умения анализировать, сравнивать;
- находить примеры сообщающихся сосудов в быту, технике, природе;
- развивать умения делать выводы;
- формировать убежденность в возможности познания природы, необходимости
разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего
развития человеческого общества; - учить анализировать и перерабатывать полученную информацию в
соответствии с постановленными задачами;
Технологии:
- Проблемное обучение.
- Компьютерные технологии обучения.
- Личностно-ориентированный подход.
- Технология развивающего обучения.
Оборудование: сообщающиеся сосуды, U-образная трубка, компьютер,
интерактивная доска, презентация “Сообщающиеся сосуды”, чайник, лейка, кофейник.
Ход урока
1. Организационный момент. Эмоциональный настрой.
Презентация
Добрый день! Я рада всех вас видеть и каждому желаю хорошего настроения, а
оно начинается с улыбки. (Звучит отрывок из песни “Улыбка”.)
Когда мы улыбаемся,
Мы самоисцеляемся.
И силой наполняемся,
Дарующий успех.
Поработаем ребята, сегодня для ума и души.
2. Мотивация занятия.
Сегодня на нашем занятии, мы с вами соприкоснемся с проблемой человечества. О
какой проблеме будет идти речь, я думаю, вы сейчас догадаетесь. Послушайте
небольшой отрывок стихотворения (на фоне шума воды).
Я видела гнев стихии водной…
Себя почуявши свободной,
И широка, и глубока,
Неслася бешено река.
Всё беспощадно сокрушая,
И всё ломая на пути –
Живое, мёртвое смывая,
Она неслась, не уставая –
Кто от неё нас мог спасти?
3. Постановка проблемы.
Скажите, пожалуйста, о каком явлении говорится в стихотворении (Наводнении).
Верно. В Уланском районах Восточного Казахстана в результате обильного схода
талых вод возникла угроза разрушения дамб и подтопления сел Привольное и Тугыл.
“Водоем укреплен дамбой, есть придонный аварийный сброс и водоотводной канал. Но
в данном случае пропускная способность водосброса оказалась меньше необходимой,
а канал забили глыбы льда. Создалась угроза переполнения пруда и,
соответственно, подтопления села Привольное”, – рассказали в департаменте.
Итак, жители Восточного Казахстана столкнулись с проблемой – наводнения.
Физический смысл: поднимается уровень воды.
Как избежать:
1. Сооружение водохранилищ, которые регулируют сток воды
2. Расширение русла реки
3. Укрепление набережных гранитными стенками.
Но существует еще один способ решения этой проблемы.
Это техническое решение-создание и правильное эксплуатирование водоотводного
канала.
Действие водоотводного канала основано на принципе действия сообщающихся
сосудов. Именно о них и пойдет речь сегодня на уроке.
3. Формулировка темы и цели урока.
Запишите в рабочих листах тему урока “Сообщающиеся сосуды”. Сегодня на уроке
мы с вами познакомимся с сообщающимися сосудами, с их свойством и применением.
4. Повторение раннее изученного материала.
5. Усвоение нового материала.
Научное открытие свойства сообщающихся сосудов датируется 1586 г.
(голландский ученый Стевин). Но оно было известно еще жрецам древней
Греции. Археологи обнаружили в Грузии водопровод (XIII в), работающий по
принципу сообщающихся сосудов. Сообщающиеся сосуды мы встречаем ежедневно.
Приведите их примеры? Эти сосуды мы используем для заварки чая, кипячения воды и
полива цветов на грядке. Ребята вы догадались, о каких сосудах идет речь (Лейка,
чайник, кофейник….). Верно. Молодцы.
Вода, налитая, например, в чайник, стоит всегда в резервуаре чайника и в
боковой трубке на одном уровне. Боковая трубка и резервуар соединены между собой
в нижней части. Ребята, как вы думаете, какие сосуды мы назовем сообщающимися.
Сообщающимися сосудами называют сосуды, соединенные между собой в нижней
части. (Учащиеся записывают определение в тетради.) Молодцы.
Итак, мы с вами вели понятие сообщающихся сосудов, но, а теперь нам нужно
изучить свойства сообщающихся сосудов. Для этого мы с вами проведем ряд
экспериментов. В проведение эксперимента мне поможет………. (приглашается один
ученик из класса).
Опыт № 1.
С сообщающимися сосудами можно проделать простой опыт. Возьмем две стеклянные
трубки, соединенные резиновой трубкой. Сначала резиновую трубку в середине
зажимают и в одну из трубок нальем воды. Что произойдет, если открыть зажим?
Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.
Учитель. Как поведет себя жидкость, если одну из трубок поднять?
Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.
Учитель. Как поведет себя жидкость, если одну из трубок опустить?
Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.
Учитель. Как поведет себя жидкость, если одну из трубок наклонить?
Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.
Учитель. Однородная жидкость в сообщающихся сосудах устанавливается на
одном уровне. ((Учащиеся записывают закон в тетради.)
Изменится ли уровень жидкости, если правый сосуд будет шире левого? уже левого?
если сосуды будут иметь разную форму?
Учащиеся. Нет, жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.
Учитель. При изменении формы сосудов может изменяться лишь высота уровня
воды в сосудах, отмеренная от уровня стола (из-за того, что изменяется объем
сосудов). Однако уровни воды в сообщающихся сосудах не зависят от формы сосудов
и останутся равны. (Демонстрация опыта с сообщающимися сосудами различной
формы.)
Таким образом, мы вывели с вами закон сообщающихся жидкостей. Однородная
жидкость в сообщающихся сосудах устанавливается на одном уровне. (Учащиеся
записывают закон в тетради.)
Докажем этот закон: р1=р2
p1h1g = p2h2g
h1 = h2, т.е. высоты столбов жидкости равны.
Опыт № 2.
Что произойдет, если в сообщающиеся сосуды налить две несмешивающиеся
жидкости разной плотности?
Учащиеся. Высота столбов жидкостей в сосудах будет разной.
Учитель. При равенстве давлений высота столба жидкости большей плотности
меньше, чем высота столба жидкости меньшей плотности. (Учащиеся записывают в
тетради).
Попробуйте доказать это, используя закон Паскаля и определение
гидростатического давления.… Проверим ваш результат.
По закону Паскаля p1 = p2, по определению
гидростатического давления p1 = g1h1,
p2 = g2h2,
отсюда g1h1
= g2h2,
т.е h1 : h2 =
2:1.
Высоты столбов разнородных жидкостей сообщающихся сосуда обратно пропорциональны
их плотностям. (Учащиеся записывают в тетради).
6. Применение сообщающихся сосудов.
Оказывается все моря и океаны мира являются тоже сообщающимися сосудами. Ведь
все они соединены между собой проливами. Поэтому уровень моря во всем мире
одинаков. Только во внутренних морях, которые не сообщаются с океаном, уровень
может быть другим. Например в Каспийском море, уровень воды на десятки метров
ниже “уровня моря”. Поэтому географы часто Каспийское и другие внутренние моря
называют не морями, а озерами. Вода пытается выровнять уровни в двух сосудах,
вот почему в областях, расположенных ниже уровня моря, очень сыро. Мертвое море
является самым низким участком суши (392 м ниже уровня мирового океана).
Акведук – это водяной желоб, поддерживаемый мостами. Вода бежит по акведуку
над впадинами холмами под действием собственного веса -от горных потоков к
городам, расположенным в долине. Акведуки использовались в древние времена в
качестве наземных прообразов современных систем водоснабжения.
Древнеримские инженеры хорошо решали сложные технические задачи, а вот с
основами физики они были знакомы не достаточно хорошо. Римский водопровод
прокладывался над землей, а не проще ли это было сделать так, как сейчас,
проложив трубы под землей. Римские инженеры того времени опасались, что в
водоемах, соединенных очень длинными трубами вода не установится на одном
уровне.
Если трубы проложены в земле, следуя уклонам почвы, то в некоторых участках
вода ведь должна течь вверх, – и вот римляне боялись, что вода вверх не потечёт.
Поэтому они обычно придавали водопроводным трубам равномерный уклон вниз на всём
их пути (а для этого требовалось нередко либо вести воду в обход, либо возводить
высокие арочные подпоры). Одна из римских труб имеет в длину 100 км, между тем
как прямое расстояние между её концами вдвое меньше. Полсотни километров
каменной кладки пришлось проложить из-за элементарного незнания законов физики.
Фонтан.
Действие фонтана также основано на принципе сообщающихся сосудов. Вода из
резервуара течет по трубке и стремится подняться до того же уровня, что и в
большом сосуде. Но трубка заканчивается, и вода бьет фонтаном вверх. Даже если
расположить шланг так, чтобы его уклон поднимался вверх, вода не перестает быть
из фонтана.
Современный водопровод.
Практически такой же фонтан вы наблюдаете каждый день, открывая кран, потому
что действие водопровода основано на том же принципе.
Здесь схематически представлено устройство водопровода. Его принцип действия
заключается в том, что на высокой башне устанавливается бак для накопления воды.
От него идут трубы с ответвлениями, концы труб в квартирах домов закрыты
кранами. Так как трубы и бак – сообщающиеся сосуды, то при открытии крана вода
начинает течь. Такой водопровод не может подавать воду на высоту, большую, чем
высота уровня воды в баке.
Примером сообщающихся сосудов является артезианский колодец. (демонстрируется
flash-анимация “Артезианский колодец”).
Шлюз.
Может ли судно заплыть на верхний уровень реки? А потом спуститься вниз?
Может, если использует такое гидротехническое устройство как шлюз. Шлюз
используется для перевода судов с одного уровня реки на другой. Устройство шлюза
также основано на принципе сообщающихся сосудов.
(Демонстрируется flash-анимация “Шлюз анимация”.)
А сейчас вам предоставляется уникальная возможность самостоятельно провести
корабль через шлюз.
(Демонстрируется flash-анимация “Шлюз интерактивная модель”.)
Закон сообщающихся сосудов люди используют в разных технических
устройствах: водопроводах с водонапорной башней; водомерных стеклах;
гидравлическом прессе; фонтанах; шлюзах; сифонах под раковиной, “водяных
затворах” в системе канализации.
Закон сообщающихся сосудов люди используют в быту (чайник, кофейник, лейка).
В водомерном стекле парового котла, паровой котел (1) и водомерное стекло (3)
являются сообщающимися сосудами. Когда краны (2) открыты, жидкость в паровом
котле и водомерном стекле устанавливается на одном уровне, так как давления в
них равны.
7. Закрепление нового материала.
8. Итог урока.
Сегодняшнюю встречу мы начали с разговора о наводнении.
Но есть сила, которая может противостоять этому стихийному бедствию, а также все
другим жизненным проблемам. Эта сила – любовь. Любовь к истине, любовь к науке,
любовь к ближнему. И мне хочется, что вы всегда помнили об этом.
И в заключении нашего занятия, я бы хотела, чтоб вы оценили свою работу на
уроке.
Спасибо за урок!
Источник