Сообщающихся сосудов интересные факты

Назад
Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель урока:
сообщающиеся сосуды, закон
сообщающихся сосудов, применение закона
сообщающихся сосудов в жизни человека

Задачи урока:

• образовательная

– продолжить формирование
понятия давления жидкости на дно сосуда и
изучение закона Паскаля на примере однородных и
разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах;


• развивающая

– формировать интеллектуальные
умения анализировать, сравнивать, находить
примеры сообщающихся сосудов в быту, технике,
природе, развивать навыки самостоятельной
работы с дополнительной литературой;


• воспитательная

– воспитание аккуратности,
бережного отношения к оборудованию кабинета,
умения слушать и быть услышанным.

Оборудование: различные виды сообщающихся
сосудов, два стеклянных сосуда, соединенных
резиновой трубкой, презентация “Сообщающиеся
сосуды”, диск “Фонтаны С-П”.

Средства обучения: учебник,
карточки-инструкция.

Тип урока: эвристическая беседа.

Структура урока

Ход урока

1. Мотивационный этап

Учитель. Здравствуйте! Сегодня речь пойдет
сосудах, с которыми встречаемся каждый день дома
и в школе, когда наливаем чай или поливаем цветы
из лейки.

Демонстрация: Лека, чайник. Такие сосуды
получили название сообщающиеся сосуды
(Учащиеся записывают дату и тему урока в тетради).

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.

2. Формирование умений и навыков

Учитель. Что общего у этих предметов? (Cлайд
1

)

Учащиеся.
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.

Учитель. Правильно. Сообщающимися сосудами
называют сосуды, соединенные между собой в
нижней части. (Учащиеся записывают определение
в тетради).

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?

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. (Слайд
2

)

(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).

(Слайд 3

)

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.

(Слайд 4

)

По закону Паскаля p 1 = p 2 , по
определению гидростатического давления p 1 =
g 1 h 1 , p 2
= g 2 h 2 ,
отсюда g 1 h 1
= g 2 h 2 ,
т.е h 1: h 2 = 2: 1 .

Высоты столбов разнородных жидкостей
сообщающихся сосуда обратно пропорциональны их
плотностям. (Учащиеся записывают в тетради).

Применение сообщающихся сосудов в быту,
природе, технике.

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
водопроводах с водонапорной башней.
Водонапорная башня и стояки водопровода
являются сообщающимися сосудами, поэтому
жидкость в них устанавливается на одном уровне.

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.

В устройстве гидравлических машин
используется свойство сообщающихся сосудов. (Демонстрируется
гидравлический пресс).
Так, большой и малый
цилиндры гидравлического пресса являются
сообщающимися сосудами. Высоты столбов жидкости
одинаковы, пока на поршни не действуют силы.

Видео “фонтаны города С-П” Каскады
падающей воды украшают многие города, а
действуют фонтаны благодаря закону сообщающихся
сосудов. Виды знаменитых фонтанов Петродворца.
Фонтаны в парке “Победы”, Тбилиси. Фонтаны на
площади “Дружбы”, Ташкент. Фонтаны Еревана. И
конечно знаменитые фонтаны С-П.

Действие артезианских колодцев и гейзеров
основано на законе сообщающихся сосудов.

(Слайд 6

) Горячий фонтан в местечке
Гейзер в Исландии. От названия этого местечка
возник термин “гейзер”.

(Cлайд 7

) Римлянам был неизвестен закон
сообщающихся сосудов. Для снабжения населения
водой они возводили многокилометровые акведуки,
водопроводы, доставлявшие воду из горных
источников. Инженеры древнего Рима опасались,
что в водоемах, соединенных очень длинной трубой,
вода не установится на одинаковом уровне. Они
полагали, что 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 потечет. Поэтому они
обычно придавали водопроводным трубам
равномерный уклон вниз на всем их пути. Одна из
римских труб, Аква Марциа, имеет в длину 100 км,
между тем как прямое расстояние между ее концами
вдвое меньше. Полсотни километров каменной
кладки пришлось проложить из-за незнания
элементарного закона физики!

3. Систематизация умений и навыков

Учитель. Повторим изученное. Приведите
примеры использования закона сообщающихся
сосудов в природе, быту и технике.

Учащиеся. Это гейзеры, фонтаны, шлюзы,
водопровод с водонапорной башней,
гидравлический пресс, водомерные стекла,
артезианские колодцы, сифоны под раковиной.

Учитель. (Слайд 7

) Используя схему
устройства шлюза и схему шлюзования судов,
объясните принцип действия шлюзов.

Учащиеся. В работе шлюзов используется
свойство сообщающихся сосудов: жидкость в
сообщающихся сосудах находится на одном уровне.
Когда ворота 1 открываются, вода в верхнем
течении и шлюзе устанавливается на одном уровне
и т.д., когда последние ворота откроются, уровень
воды в шлюзе и нижнем течении сравняется, корабль
будет опускаться вместе с водой и сможет
продолжить плавание.

4. Итоги урока

Учитель. Сегодня на уроке мы познакомились с
сообщающимися сосудами, в которых жидкость
устанавливается на одном уровне. Мне очень
интересно было работать с вами. Вы показали
отличный уровень подготовки к уроку. Теперь вы
знаете, что 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.

5. Домашняя работа

Всем спасибо за работу. Записываем домашнее
задание.

(Учащиеся записывают домашнее задание в
дневники)

В ходе этого урока вы познакомитесь с поведением жидкостей в сообщающихся сосудах, то есть двух или нескольких сосудах, соединенных друг с другом в нижней части так, что жидкость может свободно перетекать из одного сосуда в другой.

Тема: Давление твердых тел, жидкостей и газов

Урок: Сообщающиеся сосуды

Объектом нашего изучения может быть чайник с нашего кухонного стола, лейка, с помощью которой мы поливаем цветы, или более сложные устройства, такие, как артезианский колодец, водомерное стекло в паровом котле и даже водопровод. Все это устройства, работающие по принципу сообщающихся сосудов (Рис. 1).

Рис. 1. Примеры сообщающихся сосудов: чайник, садовая лейка, водомерное стекло парового котла

Простейшие сообщающиеся сосуды – это две трубки, соединенные между собой резиновым шлангом. Если налить жидкость в одну из этих трубок, то можно видеть, что уровень жидкости в обеих трубках (или, как принято говорить, в обоих коленах
сообщающихся сосудов) установится на одной высоте. С чем это может быть связано?

На предыдущем уроке мы выяснили, что давление жидкости на дно и стенки сосуда зависит от плотности жидкости и высоты ее столба. Поскольку в левом и правом коленах находится одна и та же жидкость и высота столба жидкости в левом и правом коленах также одинакова, то и давление жидкости в обоих коленах одинаково. Следовательно, жидкость находится в равновесии.

Если изменять расположение колен в сообщающихся сосудах, поднимая или опуская одно из них, или даже наклоняя, то жидкость будет перетекать из одного колена в другое до тех пор, пока ее уровень в обоих коленах снова не установится на одной и той же высоте (Рис. 2).

Рис. 2. Уровни однородной жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаются на одной высоте

Таким образом, уровни однородной жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаются на одной высоте

.

Это утверждение называют законом сообщающихся сосудов
.

Данный закон выполняется не только для двух, но и для любого количества сообщающихся сосудов, независимо от того, какую форму они имеют и как расположены в пространстве (Рис. 3). Единственно, что необходимо – чтобы во всех сосудах находилась одна и та же (однородная) жидкость.

Рис. 3. Уровни однородной жидкости устанавливаются на одной высоте в сообщающихся сосудах любой формы

Что произойдет, если жидкость, заполняющая колена сообщающихся сосудов, не будет однородной? Например, пусть в левое колено налито подсолнечное масло, а в правое – подкрашенная вода. Эти жидкости не смешиваются между собой.

Оказывается, что уровень подсолнечного масла расположится на большей высоте, чем уровень воды (Рис. 4). Это связано с тем, что плотность подсолнечного масла меньше, чем плотность воды. Вспомним формулу давления жидкости на дно сосуда

Из этой формулы видно, что чем меньше плотность жидкости ρ
, тем больше должна быть высота ее столба h
, чтобы создать одно и то же давление.

Рис. 4. Уровень жидкости с меньшей плотностью устанавливается в сообщающихся сосудах на большей высоте

Таким образом, в сообщающихся сосудах уровень жидкости с меньшей плотностью устанавливается на большей высоте.

Итак, однородная жидкость в коленах сообщающихся сосудов будет устанавливаться на одной высоте, какой бы формы и сечения не были колена.

В случае неоднородной жидкости, имеет значение плотность жидкости, находящейся в коленах. Чем плотность жидкости больше, тем высота столба жидкости меньше.

Список литературы

1. Перышкин А. В. Физика. 7 кл. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010.
2. Перышкин А. В. Сборник задач по физике, 7-9 кл.: 5-е изд., стереотип. – М: Издательство «Экзамен», 2010.
3. Лукашик В. И., Иванова Е. В. Сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразовательных учреждений. – 17-е изд. – М.: Просвещение, 2004.

1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().

Домашнее задание

1. Лукашик В. И., Иванова Е. В. Сборник задач по физике для 7-9 классов №536-538, 540, 541.

Знаете ли вы, что чайник, кофейник, лейка – это не просто кухонные или огородные принадлежности, но еще и наглядный бытовой пример сообщающихся сосудов.

Если вы вспомните тему «сообщающиеся сосуды» из курса физики за седьмой класс, то сообразите, что отдельные части приведенных выше емкостей, имеют соединение, заполненное (или легко заполняемое) водой. А именно такие сосуды, имеющие общие, соединяющие их части, наполненные жидкостью, и называют сообщающимися. И если вы присмотритесь повнимательнее, то увидите, что уровень воды в носике чайника или лейки всегда находится на том же уровне, что и уровень воды в основном отделении. И если наклонять чайник в разные стороны, то видно, как успокоившись, уровни воды становятся одинаковыми как в самом чайнике, так и в носике. Именно в этом и состоит принцип сообщающихся сосудов.
И именно он помогает нам выливать нужное количество воды небольшой струйкой через носик чайника или лейки. В случае с ведром, например, выливать тонкой струйкой было бы гораздо сложнее.

Закон сообщающихся сосудов в физике

Итак, закон сообщающихся сосудов гласит:

“В сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне”

Причем, не имеет значения форма и размер сечения сосудов. Это четко видно на примере того же чайника с носиком. Объясняется этот закон довольно просто.
Жидкость покоится, значит, давление в обоих сосудах на одинаковом уровне будет одинаково. Плотность у жидкости также одинакова, так как жидкость одна и та же, значит и высоты уровней жидкости будут одинаковыми. Если мы добавим жидкость в один из сосудов или просто изменим его уровень, то давление в нем изменится, и жидкость будет перетекать в другой сосуд вплоть до момента, пока сила давления не сравняется. Если же мы нальем в сосуды разные жидкости с различной плотностью, например, воду и масло, то уровни будут отличаться. Причем, высота жидкости с большей плотностью будет меньше высоты столба с меньшей плотностью.

Примеры и применение сообщающихся сосудов

Закон сообщающихся сосудов нашел широкое применение в человеческой жизнедеятельности. Кроме уже упомянутых леек и чайников, вода в наши дома поступает именно благодаря этому закону. Как мы добываем чистую воду из-под земли? Выкачиваем насосом. Но нельзя же подключить по насосу к каждому крану и к каждой квартире. Поэтому придумали следующую схему – воду накачивают в водонапорную башню, представляющую из себя, по сути, огромный бак на большой высоте. А оттуда по закону сообщающихся сосудов вода под давлением течет в наши дома и льется их кранов, стоит только их открыть. Свое применение закон сообщающихся сосудов нашел и в устройстве шлюзов на реках и каналах, при сооружении некоторых фонтанов и так далее.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное

Учреждение муниципального образования Плавский район

Применение

Сообщающихся сосудов

Подготовила: Лаврова Татьяна

Ученица 7 класса, 15.07.2004г.р

Проверила: учитель физики

Шевцова Л.Н.

2018 г.

Цели и задачи:

Изучить свойства сообщающихся сосудов.

Показать широкое применение сообщающихся сосудов в быте, технике и природе.

Краткая теория

Сообщающиеся сосуды – это сосуды, соединенные ниже поверхности жидкости, так что жидкость может перетекать из одного сосуда в другой. В таких сосудах однородная жидкость устанавливается на одном уровне, а разные по плотности жидкости имеют разную высоту столба. Кроме того, не важно, какую форму будут иметь такие сосуды – уровень однородной жидкости остаётся одинаковым!!

Сообщающиеся сосуды нужны для того, чтобы перекачивать воду в любом направлении без насоса. Если бы не сообщающиеся сосуды, то для каждого фонтана требовались бы насосы. В Петергофе, к примеру, все фонтаны естественные и без насосов, это заслуга сообщающихся сосудов.

Применение сообщающихся сосудов
.

В ПРИРОДЕ

1. Все моря и океаны мира являются сообщающимися сосудами. Ведь они соединены между собой проливами.

1. Акведук – это водяной желоб, поддерживаемый мостами. Вода бежит по акведуку над впадинами, холмами под действием собственного веса – от горных потоков к городам, расположенных в долине.

1. Артезианская скважина.

Такая скважина работает по принципу сообщающихся сосудов.Под слоем почвы в низких местах скапливается вода.
После бурения скважины вода поднимается вверх до уровня верхних горизонтов грунтовых вод

1. Кровеносно-сосудистая система человека или животного состоит из сообщающихся сосудов.

1. Водонасыщенные пласты горных пород с системой колодцев (гейзеры)

К примеру, горячий фонтан в местечке Гейзер в Исландии. От названия этого местечка возник термин “гейзер”.

В МЕДИЦИНЕ

1. Капельница, разновидность клизмы.

В БЫТУ

1. Использование всех видо сифонов в бытовых устройствах, где используется вода.

2. Современный водопровод

1. Шлюзовые камеры, разного рода доки на судоремонтных предприятиях, гидравлические домкраты, чернильцы – непроливашки, некоторые картриджи струйных принтеров,

6.Водонапорная башня

Кроме уже упомянутых леек и чайников, вода в наши дома поступает именно благодаря этому закону. Как мы добываем чистую воду из-под земли? Выкачиваем насосом. Но нельзя же подключить по насосу к каждому крану и к каждой квартире. Поэтому придумали следующую схему – воду накачивают в водонапорную башню, представляющую из себя, по сути, огромный бак на большой высоте. А оттуда по закону сообщающихся сосудов вода под давлением течет в наши дома и льется их кранов, стоит только их открыть.

6. Использование водяного уровня при строительстве