Водопровод это сообщающийся сосуд

20.12.2020
0
Главная › Сосуды › Водопровод это сообщающийся сосуд
Водопровод это сообщающийся сосуд thumbnail

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.

Читайте также:  Значение таро два сосуда

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

Инфоурок
›

Физика
›Презентации›Презентация по физике на тему “”Водопровод. Сообщающиеся сосуды

Водопровод это сообщающийся сосуд

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Водопровод это сообщающийся сосуд

2 слайд

образовательная – продолжить формирование понятия давления жидкости на дно со

Описание слайда:

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.

3 слайд

Водопровод это сообщающийся сосуд

4 слайд

Водопровод это сообщающийся сосуд

5 слайд

Водопровод это сообщающийся сосуд

6 слайд

Водопровод это сообщающийся сосуд

7 слайд

1) Прибор, которым измеряют силу тяжести: А) манометр в) спектрометр с) динам

Описание слайда:

1) Прибор, которым измеряют силу тяжести: А) манометр в) спектрометр с) динамометр д) ареометр е) барометр 2) Давление измеряется А)в Па в) в Н с)в Дж д)в Вт е) в В 3) Объем газа, если его нагреть при постоянном давлении, А) увеличивается. в) уменьшается. с) остается неизменным. д) увеличивается до максимального значения и далее не изменяется. е) увеличивается до максимального значения, затем уменьшается. 4) Определить вес мальчика на Луне, если его масса 55 кг. На Луне ускорение свободного падения 1,6 м/с2. А) 88 Н в) 34,375 Н с) 550 Н д) 55 Н е) 880 Н 5) Количество планет Солнечной системы: А) 8 в) 10 с) 11 д) 9 е) 7

8 слайд

Водопровод это сообщающийся сосуд

9 слайд

Водопровод это сообщающийся сосуд

10 слайд

В сообщающихся сосудах любой формы поверхности однородной жидкости устанавлив

Описание слайда:

В сообщающихся сосудах любой формы поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне (при условии, что давление воздуха над жидкостью одинаково)

11 слайд

p1=p2 gῥ1h1= gῥ2h2 В сообщающихся сосудах высота столбов разнородных жидкост

Описание слайда:

p1=p2 gῥ1h1= gῥ2h2 В сообщающихся сосудах высота столбов разнородных жидкостей обратно пропорциональна их плотности

12 слайд

Водопровод это сообщающийся сосуд

13 слайд

Водопровод это сообщающийся сосуд

14 слайд

А сейчас все по порядку Встанем дружно на зарядку (руки на поясе). Руки в сто

Описание слайда:

А сейчас все по порядку Встанем дружно на зарядку (руки на поясе). Руки в сторону согнули, Вверх подняли, помахали, Спрятали за спину их. Оглянулись через правое плечо, Через левое еще. Дружно присели, Пяточки задели, На носочки поднялись, Опустили руки вниз.

15 слайд

2 3 4 5 6 1

Описание слайда:

2 3 4 5 6 1

16 слайд

Физическая величина Единица измерения P Н F кг/м3 S м ῥ М2 h Н/кг g м S с t

Описание слайда:

Физическая величина Единица измерения P Н F кг/м3 S м ῥ М2 h Н/кг g м S с t Па k м x Н/м

17 слайд

№ 573 Известно, что работающий на укладке асфальта каток, имея площадь опоры

Описание слайда:

№ 573 Известно, что работающий на укладке асфальта каток, имея площадь опоры 1500 см2 , производит давление 300 кПа. Каков вес катка? № 586 Можете ли вы гвоздем оказать давление 105 кПа? Рассчитайте, какую силу для этого надо приложить к головке гвоздя, если площадь острия гвоздя равна 0,1 мм2. №647 Рассчитайте давление воды на дно аквариума и на рыбку в момент, изображенный на рис. 139.

18 слайд

Водопровод это сообщающийся сосуд

19 слайд

Водопровод это сообщающийся сосуд

20 слайд

Водопровод это сообщающийся сосуд

21 слайд

Водопровод это сообщающийся сосуд

22 слайд

Водопровод это сообщающийся сосуд

23 слайд

Водопровод это сообщающийся сосуд

Выберите книгу со скидкой:

БОЛЕЕ 58 000 КНИГ И ШИРОКИЙ ВЫБОР КАНЦТОВАРОВ! ИНФОЛАВКА

Инфолавка – книжный магазин для педагогов и родителей от проекта «Инфоурок»

Водопровод это сообщающийся сосуд

Курс повышения квалификации

Водопровод это сообщающийся сосуд

Курс профессиональной переподготовки

Учитель физики

Водопровод это сообщающийся сосуд

Курс повышения квалификации

Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

также Вы можете выбрать тип материала:

Краткое описание документа:

презентация по физике на тему “”Водопровод. Сообщающиеся сосуды

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

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.

Водопровод это сообщающийся сосуд

Закон сообщающихся сосудов

Сообщающиеся сосуды – это взаимодействующие друг с другом сосуды, которые имеют общее дно.

Читайте также:  Значительно снижено пульсовое кровенаполнение сосудов

Водопровод это сообщающийся сосуд

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).

Водопровод это сообщающийся сосуд

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: 847.

Источник

Предыдущая статья
Сосуды в россии в 10
Следующая статья
Сосуды льняное масло чеснок
© Про сосуды от врачей отеля