62
25-ТАҚЫРЫП
ҚАЛЫПТЫ ЖАҒДАЙДАҒЫ ГАЗ БЕН
СҰЙЫҚТЫҚТАҒЫ ҚЫСЫМ
Өткен тақырыпта сұйықтықтар мен газдарда ішкі қысым болатын дығы
айтылған еді. Бұл қысымды қалыпты жағдайдағы қысым деп те атай-
ды. Сұйықтық немесе газ бөлшектерінің өз ауырлықтары бар. Соған орай
әрбір қабат өзінің ауырлығымен төменгі қабатқа қысым түсіреді. Олар
жинақталып ыдыстың түбіне бағытталады. Бұл қысым гидростатикалық
қысым деп аталады. Енді оны есептеп көрейік.
30-сурет.
h
S
Δh
Сұйықтықтың iшiнен қалыңдығы h қабат алайық
(30-сурет). Бұл қабат өзiнiң салмағымен төменгi қабатқа
қысым түсiредi. Ыдыстың ауданы S бар биiктiгi бойынша
өзгермейдi. Онда қабаттың түсiрген қысымы
∆
∆
p
F
S
=
бола-
ды. ΔF – Δh қабат салмағы. ΔF = Δ mg = · ΔV · g = · S · Δh · g-
ден
∆
∆
p
S h g
S
=
⋅ ⋅ ⋅
ρ
= g · Δh болады. Ыдыс түбiне түсiрiлген
қысым қабаттар түсiрген қысымдардың қосындысына тең.
p = ρgh.
Бұдан шығатын қорытынды: сұйықтықтың ыдыстың түбiне түсiретiн
қысымы ауданға емес, сұйықтықтың биiктiгiне байланысты екен. Бұның
дәлелiн төмендегi тәжiрибеден көруге болады. 31-суретте пiшiнi мен
ыдыс түбiнiң ауданы әр түрлi шыны түтiктер берiлген. 1 түтiкке белгiлi
биiктiкте су құйылған, қалған түтiктердегi су деңгейi де бiрiншi түтiктегi
су деңгейiмен бiрдей екенiн көрдiк. Түбi тұтас ыдыс тар жүйесiн тұтас
ыдыстар деймiз.
Тұтас ыдыстарға шәугiм, су құбыры жүйесiн мысалға келтiруге бо-
лады (32-сурет). Төмендегi тәжiрибенi өткiзейiк.
31-сурет.
32-сурет.
33-сурет.
Екi шыны түтiк алып, оларды резеңке шлангпен жалғайық (33-су-
рет). Резеңке шлангтың ортасына қыспақ қоямыз, бiр жағына су құяйық.
63
Сосын қыспақты алып тастасақ, су екiншi түтiкке ағып, екi жақта да
бiр деңгейде қалғанын көремiз. Түтiктердiң бiреуiн өз бетiнше қалдырып,
екiншiсiн төменге түсiрсек немесе жоғарыға көтерсек, сұйықтықтардың
деңгейi бiрдей болып қала бередi.
Бұдан тұтас ыдыстар заңы келiп шығады: Кез келген пiшiндегi
тұтас ыдыс тардың иiнiндегi бiр жынысты сұйықтық бағандарының
биiктi гi бiрдей болады.
Егер тұтас ыдыстарға әр түрлi сұйықтық құйылса не болады? Мәселен,
түтiктердiң бiреуiне май, екiншiсiне су құйылса, сұйықтық тардың
деңгейi әр түрлi болады. Онда сұйықтықтар биiктiгiнiң қаты насы мен
сұйықтықтар тығыздығының қатынасы төмендегiдей болады:
h
h
1
2
2
1
=
ρρ
ρρ
.
Сөйтiп, тығыздығы үлкен сұйықтық бағанының биiктiгi, тығыздығы
кiшi сұйықтық бағанының биiктiгiнен кiшi болады. Демек, май құйыл ған
түтiкте сұйықтық бағаны су құйылған жақтан үлкен болады.
Өзiң орында
Салқындатылған сусыннан босаған ыдысты (баклажка) әр түрлi
биiктiктен бiзбен немесе шегемен тес. Тесiктердi шырпымен бекiтiп,
iшiне су толтыр. Шырпыларды кезекпен алып тастап, судың атқылау
ұзақтығын анықта. Себебiн түсiндiр.
1. Гидростатикалық қысым неге тәуелдi?
2. Тұтас ыдыстарға мысал келтiр.
3. Тұтас ыдыстарға құйылған әр түрлi сұйықтықтардың биiктiгi
неге әр түрлi болады?
6-жаттығу
1. Гидравликалық пресстiң кiшi поршенiне 10 N күш әсер еткенде,
үлкен поршеньнен 180 N күш алынды. Егер үлкен поршеньнiң ауданы
90 см
2
болса, кiшi поршеньнiң ауданы қанша? (Жауабы: 5 см
2
.)
2. 33-суреттегi шыны түтiктердiң бiр жағына су, екiншi жағына өсiм дiк
майы құйылады. Судың деңгейi 30 см болса, майдың деңгейi қандай бола-
ды? (Жауабы: ≈ 33,3 см).
3.
*
Енi 50 см, ұзындығы 40 см және биiктiгi 50 см аквариумдағы су дың
ыдысқа түсiретiн қысымын есепте. (Жауабы: 4900 Пa.)
4. Неліктен футбол тобын ауызбен үрлеп толтыру мүмкін емес?
5. Беткі алаңы шағын мензуркадағы су беткі алаңы кең банкаға
құйылды. Сонда судың ыдыс түбіне түсіретін қысымы қалай өзгерді?
64
26-ТАҚЫРЫП
АТМОСФЕРАЛЫҚ ҚЫСЫМ.
ТОРРИЧЕЛЛИ ТӘЖІРИБЕСІ
Сен сұйықтықтың ыдыстың түбiне қысым түсiретiнiн бiлдiң. Газ-
дар да дәл осындай қысым түсiре ме? Олар қысым түсiру үшiн массасы,
яғни ауырлығы болуы керек. Бұны дәлелдеу үшiн төмендегiдей тәжiрибе
өткiзейiк.
Жақсылап үрленген допты алып, таразының бiр жағына қоямыз, екiншi
жағына тас қойып, тепе-теңдiкке келтiремiз. Сосын доптың iшiндегi ауа-
сын шығарып жiберемiз. Допты таразыға қоя мыз, таразы дағы тепе-теңдiк
бұзылғанын бақы ладық (34-сурет).
34-сурет.
Демек, ауаның да белгiлi массасы болады екен.
Жердi ауа қабаттары қоршап тұратынын бiлесiң. Ол атмосфера деп ата-
лады. Демек, ауа өзiнiң ауырлығымен Жер бетiне қысым түсiруi керек. Бұл
қысымды атмосфералық қысым деп атаймыз. Атмосфералық қысымды
р gh формуласымен анықтауға болмайды, өйткенi атмосфераның
құрамында әр түрлi газдардың қоспасы бар және белгiлi бiр биiктiгi жоқ.
Ауаның құрамында 78% азот, 21% оттегi және басқа газдар бар. Жердiң
қыртысына жақын жерде 0°С температурада ауаның тығыздығы 1,29
кг
м
3
-қа
тең екенi анықталған. Ауа қабаттарының тығыздығы биiктiк артқан сай-
ын төмендей бередi. Мәселен, Жер бетiнен 5,4 км биiктiкте ауаның
тығыздығы оның Жер бетiндегi тығыздығынан 2 есе төмен, 11 км
биіктікте 4 есе төмен болады. Жоғарылаған сайын ауа сиректеп, бiртiндеп
ауасыз кеңiстiкке айналады. Атмосфераның анық шекарасы жоқ. Ауаның
құрамындағы бөлшектердiң ауырлығы болса, нелiктен олардың барлығы
Жер дiң сыртына өтiп кетпейдi? Себебi, олар үздiксiз қозғалыста болады.
Онда неге зымыран (ракета) сияқты ғарышқа ұшып кетпейдi? Себебi, ауа
бөлшектерiнiң жылдамдығы Жердiң тартылыс күшiн жеңе алмайды. Ол
үшiн олардың жылдамдығы 11,2
км
с
-тан кем болмауы керек.
Достарыңызбен бөлісу: |
