Давление воздуха и давление воды: Что есть давление? | Измеркон

Удивительное давление – внеурочная деятельность (конкурсная работа) – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

Внимание! Администрация сайта rosuchebnik.ru не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.

• Участник: Котякина Анна Владиславовна
  
• Руководитель: Федорова Светлана Ивановна

         Опыты на тему «Удивительное давление»

Опыт 1. Учебник А.В. Перышкин, Физика -7, (Задание после § 40 на стр.118 )

Цель опыта: выяснить, почему вода вытекает из отверстий и проверить гипотезу, что давление жидкости увеличивается с глубиной.

Оборудование: пластиковая бутылка, скотч, вода.

Ход эксперимента: Возьмем пластиковую бутылку. Проколем шилом или толстой нагретой иголкой три отверстия на разной высоте. Заклеим их скотчем. Нальем в бутылку воды и уберем скотч. Вода начнет вытекать из отверстий. Но что мы заметим? Чем ниже расположено отверстие, тем сильнее бьет из нее вода. По мере понижения воды в бутылке дальность вытекания воды уменьшается.

Объяснение эксперимента: Почему же так происходит? На жидкости, как и на все тела, находящиеся на Земле, действует сила тяжести. Поэтому каждый слой жидкости, налитый в сосуд, имеет свой вес. Верхние слои воды давят своим весом на расположенные ниже слои. А ниже лежащие передают давление во все стороны, в том числе и на стенки бутылки. Под действием этого давления вода выливается из бутылки с разным напором струи: чем ниже слой, тем давление жидкости будет больше.

Вывод: Опыт показывает, что внутри жидкости существует давление и на одном уровне оно одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается.

Применение рассматриваемого явления на практике: На глубинах более 1,5 м разность между давлением воды, сжимающим грудную клетку, и давлением воздуха внутри нее возрастает настолько, что у человека уже не хватает сил увеличивать объем грудной клетки при вдохе и наполнять свежим воздухом легкие.

Поэтому при погружении более чем на 1,5 м можно дышать только таким воздухом, который сжат до давления, равного давлению воды на этой глубине. Человек при специальной тренировке может без особых предохранительных средств погружаться на глубины до 80 м, давление воды на таких глубинах около 800 кПа. На больших глубинах, если не принять специальных мер защиты, грудная клетка человека может не выдержать давления воды. На глубину до 90 м водолазы могут опускаться под воду, беря с собой запас сжатого воздуха, накачанного в прочные стальные баллоны. Такое снаряжение называют аквалангом. Аквалангом пользуются и спортсмены-пловцы.

На какую глубину может погрузиться человек?

• искатели жемчуга – 30 м.
• рекордное погружение человека без специального оснащения – 124 м. Новозеландский фридайвер Уильям Трабридж установил свой 16 мировой рекорд. Близ Багамских Островов он погрузился на глубину в 124 метра.
• погружение с аквалангом – 143 м. Опытный египетский инструктор по дайвингу и профессиональный технический дайвер Ахмед Габр установил новый мировой рекорд по наибольшей глубине погружения. 18 сентября 2014 г. ему удалось достичь отметки 332,4 метров ниже поверхности воды Красного моря неподалеку от города Дахаб. Чтобы побить предыдущий рекорд, Ахмед должен был опуститься по крайней мере на 330 метров (1083 футов) – именно таким был мировой рекорд француза Паскаля Бернабе, установленный 5 июня 2005 года в Порто-Веккьо. В конце концов, Ахмед Габр благополучно удалось достичь отметки – 332,4 метров (–1 090,5 футов).
• в мягком скафандре – 180 м
• в жестком скафандре – 250 м
• в батискафе – 10 919 м.

Интересные факты

Давление воды в глубинах океана огромно. Если пустую закупоренную бутылку опустить на значительную глубину, затем извлечь вновь, то обнаружится, что давление воды вогнало пробку внутрь бутылки, и она вся будет полна воды. 

Опыт 2. Учебник А.В. Перышкин, Физика -7, (Упр. 16, задание №4 на стр. 111).

Цель опыта: экспериментально доказать справедливость закона Паскаля.

Оборудование: целлофановый пакет, вода, игла.

Ход эксперимента: Возьмем целлофановый пакет, проделаем несколько отверстий. Нальем воды и немного надавим. Напор вытекающих струй увеличится. Причем вода будет вытекать из всех отверстий сразу.

Объяснение эксперимента: Почему же так происходит? Все дело в строении вещества. В отличие от твердых тел отдельные молекулы жидкости могут перемещаться относительно друг друга по всем направлениям. Частицы воды, находящиеся в пакете, уплотняясь при надавливании, передают давление другим слоям жидкости, заполняющей пакет. Таким образом, давление передается в каждую точку жидкости согласно закону Паскаля, который гласит, что давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменения во всех направлениях.

Применение рассматриваемого явления в жизни и быту: закон Паскаля лежит в основе работы таких устройств как гидравлические прессы, гидравлические подъемники, опрыскиватели, в пневматической системе водоснабжения, водометов, а также в гидравлических тормозах автомашин. При выдавливании краски для волос при окрашивании в парикмахерских используют специальные устройства для того, чтобы выжать краску из тюбика. При надавливании рукой на тюбик краска по закону Паскаля будет передавать давление в разных направлениях, и, если не применять это устройство, то краску полностью не получиться выдавить.

1. гидравлический домкрат

2. Использование действия закона Паскаля для полива огорода

3. гидравлический тормоз

4. Приспособление для выдавливания зубной пасты

Опыт 3. Учебник А.В. Перышкин, Физика -7 (Задание №2 на стр. 125)

Цель опыта: выяснить, почему вода вытекает из отверстий только в том случае, когда крышка в бутылке открыта. В случае, когда бутылка закрыта, вода не вытекает.

Оборудование: пластиковая бутылка, вода

Ход эксперимента: Нальем воду в пластиковую бутылку. Закроем бутылку крышкой. Шилом проткнем отверстие. Что мы видим? Вода не вытекает из бутылки. Когда мы откроем крышку, вода свободно начнет выливаться из бутылки. Можно сделать вывод: вода вытекает из отверстий только в том случае, когда крышка в бутылке открыта. В случае, когда бутылка закрыта, вода не вытекать не будет.

Объяснение опыта: Это происходит потому, что на нее действует только внутреннее давление в бутылке, а оно мало по сравнению с давлением атмосферы снаружи, т.е. мало для того, чтобы вытеснить воду из бутылки. Но как только мы откроем крышку, вода начнет выливаться, так как на воду еще начнет действовать атмосферное давление, а оно уже способно вытолкнуть воду из отверстия. Такое же явление можно наблюдать при работе ливера. Принцип действия, так же как и в предыдущем опыте, основан на действии атмосферного давления. Ливер опускают в воду или любую другую жидкость, Закрывают верхнее отверстие и вынимают из жидкости. Вода не вытекает из ливера. Открываем верхнее отверстие ливера и жидкость выльется. Это происходит потому, что когда мы закрываем пальцем верхнее отверстие, то на столб жидкости, который находится в ливере, действует только внутренне давление, а оно мало, и не способно вытолкнуть жидкость. Открываем верхнее отверстие ливера и жидкость выливает. Это происходит потому, что атмосферное давление сверху на жидкость и давление жидкости, вместе взятые, больше атмосферного давления снизу на жидкость.

Применение рассматриваемого явления на практике и в быту: Данное явление используется в жизни. Зная объяснение данного явления можно изготовить простейшего румойник из пластиковой бутылки. Такой рукомойник можно использовать в походных условиях или на даче. Также это явление лежит в основе работы ливера, который используют для проведения анализов различных жидкостей, в том числе и анализе качества молока.

5. Рукомойник в походных условиях

6. Анализ молока

Ссылка на видео опытов Котякиной Анны https://drive.google.com/drive/u/1/folders/0B21IX7I1ibJmVnZ4MGFKSGxaNWc

«Отличие воздушного от водного манометра»

Приборы для измерения давления созданы для разных сред и предназначены для взаимодействия как с газом, так и с жидкостью. Отличаются ли манометры для воды и воздуха? Этот вопрос актуален и для учащихся, и для пользователей напорных систем, и для рядового персонала, обслуживающего газо- и водопроводы.

Принципиальных отличий манометров для воды и воздуха нет. Однако конструкционная разница существенна.

Манометр ДМ2005Сг1Ех для воды

Манометр ДМ8008-Вуф для воздуха

Индивидуальный подход к транспортируемой среде

Измерение давления среды в большинстве случаев базируется на отслеживании деформаций, происходящих в устройстве. Детали, подвергаемые воздействию избыточного давления, должны:

• а) выдерживать действующие на них силы;
• б) демонстрировать заметные изменения в собственной геометрии;
• в) отличаться устойчивостью к многократным рабочим циклам.

Показатель пластичности деталей в идеале стремится к нулю, в результате чего появляется возможность пренебрегать остаточными деформациями мерительного инструмента. Обязательна и способность к возвращению главного элемента устройства к первоначальной форме.

Сверхнормативные силы, приложенные к трубке Бурдона, чувствительной мембране и даже трибко-секторному механизму, интерпретирующему микроскопическое движение в заметное перемещение стрелки по циферблату, приводят к нарушению настроек прибора. Не менее 50% устройств, подвергшихся гидродинамическому удару, теряют работоспособность.

Именно поэтому столь важно конструктивное отличие манометра для воды и воздуха. Взаимодействие металлических деталей со средами различной плотности идёт по-разному, и чтобы компенсировать разницу, создатели КИПа меняют параметры составных частей устройства.

Приборы для газовых и жидких сред

Главное различие в устройстве приборов для воды и воздуха состоит в толщине и форме пружин, сечении подводящих каналов, марке и свойствах используемых материалов.

Сплюснутые пружинные трубки, выполненные из медного сплава, прекрасно работают с воздухом, находящимся под небольшим давлением. При необходимости измерять более высокое давление атмосферного воздуха используется трубчатая пружина круглого сечения с каналом небольшой пропускной способности.

Взаимодействие с агрессивными газовыми средами требует использования химически устойчивых материалов. Применяются:

• легированные медные сплавы;
• нержавеющая сталь.

Такие приборы невзаимозаменяемы, и потому окрашиваются в разные цвета.

Чем отличается водяной манометр от воздушного? Как минимум, толщиной стенок пружинного устройства. Важна и устойчивость к жёстким динамическим нагрузкам. Прибор, рассчитанный на взаимодействие с воздухом, может быстро выйти из строя при включении в водопроводную сеть.

Существуют модели универсального назначения. Как правило, они рассчитаны на изменение небольших давлений.

Закажите измерительную аппаратуру в режиме онлайн

Выбирая контрольно-измерительную аппаратуру, обратитесь к онлайн-консультантам компании «ВсеМанометры.ру». Наши менеджеры знают, чем отличаются манометры для жидкости и воздуха, помогут сделать безошибочный выбор, порекомендуют дополнительное оборудование: мембранные разделители, игольчатые клапаны, отводы и краны.

Убедиться в назначении устройства вы можете на страничке товара. После получения заказа у вас появится паспорт прибора с указанными нормативными параметрами эксплуатации.

Компания «ВсеМанометры.ру» гарантирует техническую исправность поставляемой техники и предлагает воспользоваться выгодными условиями совершения покупки. Доставка заказа осуществляется транспортными компаниями России.

Воздух и Вода… Что сильнее? | Физика Фургон

Категория Выберите категориюО фургоне физикиЭлектричество и магнитыВсе остальноеСвет и звукДвижение вещейНовая и захватывающая физикаСостояния материи и энергииКосмосПод водой и в воздухе

Подкатегория

Поиск

Задайте вопрос

Последний ответ: 22.10.2007

Вопрос:

Давление воздуха сильнее давления воды
— Николь Джексон (12 лет)
бруклин, штат Нью-Йорк, США

A:

Николь —

На самом деле, давление воды обычно сильнее, чем давление воздуха. Подумайте об этом так: если у вас есть пластиковая бутылка, наполненная водой, и вы проткнете отверстие сбоку, будет ли брызгать вода или воздух? Если воздух впрыснулся, то давление воздуха должно быть выше.

Но поскольку мы знаем, что вода будет выплескиваться, мы знаем, что давление воды должно быть сильнее. Конечно, это при нормальных условиях. Если вы достаточно накачали давление воздуха (как вы делаете, когда накачиваете воздух в велосипедную шину), то давление воздуха может стать больше, чем стандартное давление воды.

-Тамара

Если быть точным — см. ниже.

(опубликовано 22.10.2007)

Дополнение №1: давление воды и воздуха

Вопрос:

На уровне моря давление воздуха на самом деле сильнее, чем давление воды. Тамара, на примере вашей бутылки, если взять двухлитровую бутылку и наполнить ее водой, закрыть крышкой, а затем проткнуть в ней дырку, вода не попадет. Если открыть крышку и пустить воздух сверху вода будет брызнуть из бутылки, потому что сверху вниз давит давление воздуха. Наденьте крышку обратно, и поток воды прекратится, потому что воздух больше не может выталкиваться сверху.

— Ширли
Анахайм, Калифорния, США

A:

Меня очень смущают оба вопроса и предыдущий ответ.

Если вы посмотрите на поверхность между водой и воздухом, скажем, в озере, она не будет толкаться в любом направлении. Суммарная сила на нем равна нулю. Это означает, что давление, выталкивающее воду вверх, должно точно равняться давлению, выталкиваемому воздухом вниз. (Поверхность не создает никакой силы «поверхностного натяжения», если только она не выпячивается в ту или иную сторону.)

Что произойдет, если вы посмотрите выше или ниже поверхности? Разница давлений между дном и верхом некоторой области должна быть достаточно большой, чтобы противодействовать силе тяжести, иначе жидкость будет падать. Воздух не очень плотный, его объем невелик. Таким образом, давление падает медленно, когда вы поднимаетесь. Вы должны подняться на несколько километров, прежде чем он упадет до половины поверхностного значения. Вода намного плотнее, поэтому давление повышается быстрее, когда вы опускаетесь. На глубине 10 метров давление уже примерно в два раза превышает давление на поверхности.

Пример с закрытой бутылкой сложнее, потому что здесь задействованы два разных давления воздуха: над водой в бутылке и снаружи бутылки. Даже пример с открытой бутылкой сложен, потому что давление воды разное: от давления воздуха (вверху) до немного выше (внизу).

Mike W.

(опубликовано 17.06.2009)

Дополнение №2: давление в один бар

Вопрос:

Один бар воздуха равен одному бару воды
— Марк Сэвидж (46 лет)
Великобритания

A:

Единица давления «бар» относится к одному и тому же давлению независимо от материала. Если бы у вас был поршень с одной водой при одном баре с одной стороны и воздухом при одном баре с другой, он не получил бы чистого толчка в любом случае.

Mike W.

(опубликовано 18.07.2011)

Дополнение к этому ответу

Похожие вопросы

• взорвавшиеся бутылки с водой 90 003

• снижение давления воды

• давление в термоусадочной ленте

• давление в зависимости от высоты

• атмосферное давление на вершине горы

• углекислый газ в баллонах 90 003

• подводная электроника

• Поток через половину заполнения герметичный контейнер или давление?

• выталкивающая сила на дне

• закрытая капиллярная трубка

Все еще интересно?

Вопросы и ответы по Expore в связанных категориях

• Давление

В чем разница между давлением воздуха и давлением жидкости

Ключевое различие между давлением воздуха и давлением жидкости заключается в том, что давление воздуха делает газообразное состояние материи сжимаемым, тогда как давление жидкости делает жидкость несжимаемой.

Давление жидкости — это давление, которое мы можем наблюдать в жидкости. Атмосферное давление также известно как атмосферное давление, и это давление как сила, возникающая при столкновении частиц в воздухе.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое давление воздуха
3. Что такое давление жидкости
4. Давление воздуха и давление жидкости в табличной форме
5. Резюме

Что такое давление воздуха ?

Атмосферное давление также известно как атмосферное давление, и представляет собой силу, возникающую при столкновении частиц в воздухе. Важно понимать понятие давления, чтобы понимать атмосферное давление. Мы можем определить давление как силу на единицу площади, приложенную перпендикулярно к поверхности. Давление статической жидкости равно весу столба жидкости над точкой, в которой мы измеряем давление. Следовательно, давление статической (нетекущей) жидкости зависит только от плотности жидкости, ускорения свободного падения, атмосферного давления и высоты жидкости над точкой измерения давления.

Более того, мы можем определить давление как силу, возникающую при столкновении частиц. В этом смысле мы можем рассчитать давление, используя кинетическую молекулярную теорию газов и газовое уравнение. Атмосферное давление — это сила, действующая на единицу площади на поверхность под действием веса воздуха над этой поверхностью в атмосфере Земли.

Что такое давление жидкости?

Давление жидкости — это давление, которое мы можем наблюдать в жидкости. Этот тип давления может действовать одинаково во всех направлениях. Кроме того, давление жидкости не зависит от формы, размера и площади поверхности жидкости. Рассматривая две точки на одной и той же глубине с одной и той же жидкостью, мы можем сказать, что давление жидкости в этих двух точках одинаково. Однако давление жидкости зависит от глубины точки, в которой мы собираемся измерять давление с поверхности жидкости. Например, чем глубже проходит точка измерения, тем выше становится давление жидкости.

Например, мы можем наблюдать, что пузырек, выходящий из глубины жидкости, становится больше, поднимаясь на поверхность моря. В основном это связано с тем, что давление в глубине жидкости высокое, а при подъеме вверх к поверхности жидкости давление постепенно снижается, позволяя пузырю становиться больше, чем он был на глубине.

Мы можем определить давление жидкости, используя простое уравнение: давление жидкости = давление жидкости + атмосферное давление, выраженное математически следующим образом:

P = P _атм + pgh

Где P — давление жидкости, P _атм — атмосферное давление, p — плотность жидкости, g — сила тяжести, а h — глубина до точки измерения с поверхности жидкости.

Существуют различные области применения давления жидкости, в том числе системы общественного водоснабжения, в которых резервуар расположен на возвышении по сравнению с нижним уровнем земли, что позволяет ей иметь достаточное давление для подачи к потребителям на уровне земли. Точно так же плотины строятся таким образом, что широкое и толстое основание плотины может выдерживать высокое давление воды. Другим важным применением является вливание лекарства пациенту, когда флакон с лекарством помещается на возвышении, так что жидкость внутри этого флакона имеет достаточное давление для стекания к пациенту.

В чем разница между давлением воздуха и давлением жидкости?

Давление жидкости — это давление, которое мы можем наблюдать в жидкости. Атмосферное давление или атмосферное давление — это давление, создаваемое столкновениями частиц в воздухе. Ключевое различие между давлением воздуха и давлением жидкости заключается в том, что давление воздуха делает газообразное состояние материи сжимаемым, тогда как давление жидкости делает жидкость несжимаемой.

В следующей таблице представлена ​​разница между давлением воздуха и давлением жидкости.

Резюме – Давление воздуха в сравнении с давлением жидкости

Давление жидкости – это давление, которое мы можем наблюдать в жидкости. Атмосферное давление или атмосферное давление — это давление как сила, возникающая при столкновении частиц в воздухе.