Zinthu Zokhudza Kupanikizika kwa Madzimadzi
Mu fizikisi, kupanikizika kumatanthauzidwa ngati mphamvu pa gawo lililonse, komwe kayendetsedwe ka mphamvuyo kali kolunjika ku dera la pamwamba. Mwa masamu, kupanikizika kumafotokozedwa ndi equation P = F/A, pomwe P = kupanikizika, F = mphamvu ndi A = dera la pamwamba. Unit ya mphamvu (F) ndi Newton (N), unit ya dera ndi masikweya mita (m).2Popeza kupanikizika ndi mphamvu pa dera lililonse, gawo la kupanikizika ndi N/m2Dzina lina la N/m2 ndi pascal (Pa). Pascal imagwiritsidwa ntchito ngati gawo la kukakamiza polemekeza Blaise Pascal.
Madzi akapuma, amakhala ndi mphamvu yolunjika pamwamba ponse pomwe akukumana nawo. Mwachitsanzo, taganizirani madzi mu galasi; gawo lililonse la madzi limakhala ndi mphamvu yolunjika khoma la galasi. Chifukwa chake, gawo lililonse la madzi limakhala ndi mphamvu yolunjika pa gawo lililonse la chidebe chomwe chili. Ichi ndi chinthu chofunikira cha madzi osasinthasintha, madzi omwe ali pamalo opumulira. Madzi akamapuma, pomwe mphamvuyo si yolunjika, pamwamba pake padzakhala mphamvu yochitapo kanthu, komanso osati yolunjika. Izi zimapangitsa kuti madziwo ayende. Komabe, kwenikweni, madziwo amakhalabe pamalo opumulira. Chifukwa chake, mumadzi omwe ali pamalo opumulira, mphamvuyo nthawi zonse imakhala yolunjika pamwamba pa chidebe chomwe chili.
Chinthu china chofunika kwambiri cha madzi omwe ali pamalo opumulira ndichakuti nthawi zonse amakhala ndi mphamvu yokakamiza mbali zonse. Kuti mumvetse bwino izi, ikani chinthu choyandama m'chidebe cha madzi. Ngati madzi ali chete, chinthucho chidzakhalabe chokhazikika chifukwa mphamvu yokakamiza pamwamba pake yonse ndi yofanana. Ngati mphamvu ya madzi si yofanana, padzakhala mphamvu yokwanira, yomwe idzapangitsa chinthucho kusuntha.
Zotsatira za kuya kwa madzi pa kuthamanga kwa magazi
Kodi kuya kapena kutalika kumakhudza bwanji kuthamanga kwa madzi? Kodi kuthamanga kwa madzi a m'nyanja pa kuya kwa mamita 10 ndikofanana ndi kuthamanga kwa madzi a m'nyanja pa kuya kwa mamita 100? Tiyeni tiganizire kuthamanga kwa madzi mu chidebe monga momwe zasonyezedwera pachithunzichi. Kutalika kwa mzere wamadzi ndi h ndipo malo ake opingasa ndi A. Kodi kuthamanga kwa madzi pansi pa chidebecho ndi kotani?
w = kulemera kwa madzi, h = kutalika kwa mzati wa madzi mu chidebe chozungulira, A = malo a pamwamba ndipo P ndi kupanikizika.
Zambiri:
w = mphamvu yokoka
ρ = kuchulukana
m = kulemera
g = kuthamanga chifukwa cha mphamvu yokoka
V = hA = kuchuluka kwa mzere wamadzimadzi (h = kutalika, A = malo a pamwamba)
Ngati tilumikiza mu equation ya kupanikizika, timapeza:
p = ρ gh → Equation 1 (chidebe chotsekedwa)
p = pa + ρ gh → Equation 2 (chidebe chotseguka)
Zambiri:
pa = Kupanikizika kwa mpweya
ρ gh = Kupanikizika kwa madzi
Pa chithunzi pamwambapa, kuthamanga kwa mpweya sikunawonetsedwe, koma kwenikweni, ngati chidebe chokhala ndi madzi chili chotseguka, kuthamanga kwa mpweya kudzagwiranso ntchito pamwamba pa madzi, omwe amatsogozedwa pansi.
Kutengera ndi equation yomwe ili pamwambapa, zikuwoneka kuti kupanikizika kumagwirizana mwachindunji ndi kuchuluka ndi kuzama kwa madzi (kuthamanga kwa mphamvu yokoka kumakhala kosasintha). Pamene kuya kwa madzi kukukwera, kuthamanga kumawonjezekanso. Madzi amakhala osasinthasintha chifukwa cha kulemera kwa madzi pamwamba pawo, kotero kuchuluka kwa madzi kumakhala kosasintha. Ngati kusiyana kwa kutalika kuli kwakukulu kwambiri (mwachitsanzo, m'madzi akuya kwambiri a m'nyanja), kuchuluka kumasiyana pang'ono. Komabe, ngati kusiyana kwa kutalika sikuli kwakukulu kwambiri, kuchuluka kwa madzi kumakhala kofanana kapena kusiyana kwake ndi kochepa kwambiri kotero kuti kunganyalanyazidwe.
Tingagwiritsenso ntchito equation yomwe ili pamwambapa kuti tiwerenge kusiyana kwa kuthamanga kwa madzi pa kuya kosiyanasiyana. Equation yomwe ili pamwambapa ikhoza kulembedwanso motere:
Kupanikizika kwa Mlengalenga
Tikamamira pansi pa madzi, thupi lathu lonse limakutidwa ndi madzi. Tikamamira kwambiri, timamva kupanikizika kwakukulu. Ndipotu, tsiku lililonse timakutidwanso ndi mlengalenga, womwe nthawi zonse umakakamira ziwalo zonse za thupi lathu, monga momwe timakhalira pansi pa madzi. Monga momwe zilili m'madzi a m'nyanja, pamwamba pa Dziko lapansi tingayerekezeredwe ndi "pansi pa nyanja" ya mlengalenga. Ngati ndi zoona kuti mlengalenga umakakamiranso ziwalo zonse za thupi lathu nthawi zonse, bwanji sitikumva, ngati kuti tili pansi pa nyanja? Maselo a thupi lathu amakhala ndi kupanikizika kwamkati komwe kuli kofanana ndi kupanikizika kwakunja. Ichi ndichifukwa chake sitimva zotsatira za kusiyana kwa kupanikizika kumeneku.
Kuthamanga kwa mpweya wa dziko lapansi kumasinthanso malinga ndi kutalika kwa dziko lapansi. Komabe, kuthamanga kwa mpweya kumasiyana pang'ono ndi kwa madzi. Kusintha kwa kuchuluka kwa madzi ndi kochepa kwambiri pa kusiyana pang'ono kwa kuya, kotero kuchuluka kwa madzi kumaganiziridwa kuti ndi kofanana. Izi ndi zosiyana ndi kuchuluka kwa mpweya wa dziko lapansi. Kuchuluka kwa mpweya wa dziko lapansi kumasiyana kwambiri malinga ndi kutalika kwa dziko lapansi. Kuchuluka kwa mpweya pa mtunda wosiyana ndi kosiyana, kotero sitingathe kuwerengera kuthamanga kwa mpweya pogwiritsa ntchito equation yomwe yachokera pamwambapa. Kuphatikiza apo, palibe malire omveka bwino a mlengalenga omwe angayesedwe kuchokera kutalika kwa dziko lapansi. Kuthamanga kwa mpweya kumasiyananso malinga ndi nyengo. Kuti tidziwe kuthamanga kwa mpweya, timayesa.
Kuyeza Kupanikizika
Evangelista Torricelli (1608–1647), wophunzira wa Galileo, adapanga njira yoyezera kuthamanga kwa mpweya mu 1643 pogwiritsa ntchito mercury barometer yake. Barometer inali ndi chubu chagalasi chachitali chodzaza ndi mercury. Chubu chagalasi chodzaza ndi mercury chinasinthidwa kukhala mbale yodzazanso ndi mercury.
Pamene chubu chagalasi chokhala ndi mercury chatembenuzidwa mozondoka, kumapeto kwa chubucho sikudzazidwa ndi mercury, chimakhala ndi nthunzi ya mercury yomwe mphamvu yake ndi yaying'ono kwambiri kotero kuti sichinyalanyazidwa (p).2 = 0). Pamwamba pa mercury mu mbale, pali kupanikizika kwa mlengalenga komwe kumalunjika pansi (mlengalenga umakankhira mercury mu mbale). Kupanikizika kwa mlengalenga kumeneku kumathandizira mzati wa mercury mu chubu chagalasi. Pachithunzichi, kupanikizika kwa mlengalenga kumayimiridwa ndi po Kukula kwa kuthamanga kwa mpweya kumatha kuwerengedwa pogwiritsa ntchito equation iyi:
po = ρ gh
Kutengera ndi zotsatira za muyeso, kuthamanga kwapakati kwa mpweya pamadzi ndi 1,013 x 105 N / m2Kukula kwa kuthamanga kwa mpweya pamadzi kumagwiritsidwa ntchito pofotokoza gawo lina la kuthamanga, lomwe ndi atm (mpweya). Chifukwa chake 1 atm = 1,013 x 105 N / m2 = 101,3 kPa (kPa = kilo pascal). Gawo lina la kuthamanga ndi bar (yomwe imagwiritsidwa ntchito nthawi zambiri mu meteorology). Bar imodzi = 1,00 x 105 N / m2 = 100 kPa.
Kodi mphamvu ya mpweya yomwe ili pamwambayi imapezedwa bwanji?
Muyesowu umagwiritsa ntchito mfundo yomwe yawonetsedwa ndi Torricelli pamwambapa. Kutalika kwa chitsulo cha mercury chomwe chagwiritsidwa ntchito ndi 76 cm (kuthamanga kwa mpweya kumatha kungothandiza chitsulo cha mercury chomwe chili ndi kutalika kwa 76,0 cm), pomwe kutentha kwa mercury yomwe yagwiritsidwa ntchito ndi 0 yeniyeni. oC ndipo kukula kwa mphamvu yokoka ndi 9,8 m/s2Kuchuluka kwa mercury mu mkhalidwe uwu ndi 13,6 x 103 kg / m3Kupanikizika kwa mpweya:
Choyezera kuthamanga
Pali zida zambiri zomwe zimagwiritsidwa ntchito poyeza kuthamanga kwa magazi, kuphatikizapo choyezera kuthamanga kwa magazi chotseguka.
Mu manometer yotseguka, komwe chubucho chili ndi mawonekedwe a U, chubucho chimadzazidwa pang'ono ndi madzi (mercury kapena madzi). Kupanikizika komwe kumayesedwa kumagwirizana ndi kusiyana kwa kutalika kwa madzi omwe amalowetsedwa mu chubucho. Kupanikizika kumawerengedwa pogwiritsa ntchito equation:
Kawirikawiri, si chinthu chomwe chimawerengedwa kuchokera ku ρ gh koma kutalika kwa madzi (h) chifukwa nthawi zina kuthamanga kumawonetsedwa mu mamilimita a mercury (mm Hg) kapena mamilimita a madzi (mm H).2O). Dzina lina la mm hg ndi torr (pokumbukira Evangelista Torricelli).
Kupatula ma manometer, palinso zida zina zoyezera, zomwe ndi ma aneroid barometer, onse amakina ndi amagetsi, kuphatikiza ma gauge a kuthamanga kwa matayala, ndi zina zotero. Chida chomwe Torricelli amagwiritsa ntchito poyesa kuthamanga kwa mpweya chimatchedwanso mercury barometer, komwe chubu chagalasi chimadzazidwa ndi mercury kenako nkusinthidwa kukhala mbale yomwe ilinso ndi mercury.
Kupanikizika Koyesedwa, Kupanikizika Koyezera ndi Kupanikizika Kosatha
Podzaza matayala agalimoto ndi mpweya, nthawi zambiri pamagwiritsidwa ntchito choyezera kuthamanga kwa mpweya. Izi zimatsimikizira kuti kuthamanga kwa matayala sikuli kotsika kwambiri kapena kokwera kwambiri. Podzaza matayala ndi mpweya, kuthamanga kwa mpweya kokha mkati mwa tayala kumayesedwa. Kuthamanga kwa mpweya sikuganiziridwa. Sikuti poyesa kuthamanga kwa matayala kokha, komanso muyeso wina uliwonse wa kuthamanga kwa mpweya, kuthamanga kwa mpweya sikuyesedwa. Kuthamanga kumeneku kumatchedwa kuthamanga koyesedwa. Ndiye, kodi kusiyana kotani pakati pa kuthamanga uku ndi kuthamanga kwathunthu?
Kupanikizika konse = kupanikizika kwa mumlengalenga + kupanikizika koyesedwa. Kuti tipeze kupanikizika konse, timawonjezera kupanikizika koyesedwa ku kupsinjika kwa mumlengalenga. Mwa kuyankhula kwina, kupanikizika konse = kupsinjika konse. Mwa masamu, izi zitha kulembedwa motere:
muyeso wa p = pa + p
Mwachitsanzo, ngati kuthamanga kwa tayala komwe timayesa = 100 kPa, ndiye kuti kuthamanga kwathunthu ndi:
muyeso wa p = pa + p
p = 101 kPa + 100 kPa
p = 201 kPa
Kupanikizika konsekonse = 201 kPa.
Pali mawu ena: kupanikizika koyezera, komwe kumadziwikanso kuti kupanikizika koyezera. Kupanikizika koyezera ndi kupanikizika kochulukirapo kuposa kupsinjika kwa mpweya. Mwachitsanzo, taganizirani kupanikizika kwa tayala la njinga yamoto. Tayala la njinga yamoto likamatuluka, kupanikizika mkati mwa tayala kumafanana ndi kupsinjika kwa mpweya (Kupanikizika kwa mpweya = 1,01 x 105 Pa = 101 kPa). Tayala likadzaza ndi mpweya, kupanikizika kwa tayala kumawonjezeka mwachibadwa. Kupanikizika kwa tayala kukapitirira 101 kPa, kupanikizika kochulukira kumatchedwanso kupanikizika koyezera.
Mafunso Okhudza Kupanikizika kwa Madzi
Chitsanzo cha funso 1:
Sitima yapamadzi imamira pansi pamadzi mpaka mamita 200. Kodi mphamvu ya sitima yapamadzi imakumana ndi chiyani?
kusambira? g = 10 m/s2
Zokambirana
Amadziwika kuti:
Kuzama (h) = 200 m
Kuchuluka kwa madzi a m'nyanja (ρ) = 1,03 x 103 kg / m3 = 1030kg/m3 (onani tebulo la kuchulukana kwa anthu)
Kupanikizika kwa mpweya (pa) = 1 atm = 1 x 105 N / m2 = 1x10 pa5 (Kg m/s2)/m2 = 1x10 pa5 Kg/ms2
Kuthamanga chifukwa cha mphamvu yokoka (g) = 10 m/s2
Anafunsa: Kupanikizika
Yankho:
Chidebecho chili chotseguka kotero kuti kuthamanga kwa mpweya sikuphatikizidwa mu mawerengedwe.
Chitsanzo cha funso 2:
Dzenje lamadzi lotalika mamita 10 limadzazidwa ndi madzi. Ngati pamwamba pa dziwe lamadzi pali
Kodi madzi ali pansi pa chidebecho, mphamvu ya madzi ndi yotani? g = 10 m/s2
Zokambirana
Amadziwika kuti:
Kutalika (h) = 10 m
Kuchuluka kwa madzi (ρ) = 1,00 x 103 kg / m3 = 1000kg/m3
Kupanikizika kwa mpweya (pa) = 1 atm = 1 x 105 N / m2 = 1x10 pa5 (kg m/s2) / m2 = 1x10 pa5 Kg/ms2
Kuthamanga chifukwa cha mphamvu yokoka (g) = 10 m/s2
Anafunsa: Kupanikizika
Yankho:
Chidebecho chatsekedwa kotero kuti kuthamanga kwa mpweya sikuphatikizidwa mu mawerengedwe.
Chitsanzo cha funso 3:
Kutalika kwa mzere wa madzi (kumanja) = 50 cm, pomwe kutalika kwa mzere wina wamadzi (kumanzere) = 30 cm. Kodi kuchuluka kwa madzi enawo ndi kotani?
Zokambirana
Amadziwika kuti:
Kuthamanga chifukwa cha mphamvu yokoka (g) = 10 m/s2
Mulingo wa madzi (h)1) = 50 cm
Kuchuluka kwa madzi (ρ)1) = 1,00 x 103 kg / m3 = 1000kg/m3
Kutalika kwina kwa madzimadzi (h)2) = 30 cm
Kuchulukana kwa zakumwa zina (ρ2) = ?
pa + ρ1 gh1 = pa + ρ2 gh2
Kupanikizika kwa mpweya (Pa) ndi mphamvu yokoka (g) ndizofanana, kotero zimalephera.
Chitsanzo cha funso 4:
Mkati mwa chubu chagalasi muli madzi okwana 10 cm kutalika. Kuthamanga kwa madzi pansi pa chubu ndi 1200 N/m2Ngati g = 10 m/s2Musanyalanyaze kuthamanga kwa mpweya. Kodi kuchuluka kwa madzi ndi kotani?
A. 800 kg/m23
B. 900 kg/m23
C. 1000 kg/m23
D. 1200 kg/m23
E. 1300 kg/m23
Kukambirana:
Ndizodziwika kuti :
Ketinggian madzi (h) = 10 cm = 0,1 mamita
Kupanikizika kwa madzi (P) pansi pa chubu = 1200 N/m2
Kuthamanga kwa Mphamvu Yokoka (g) = 10 m/s2
Anafunsa :
Kuchulukana madzi?
Yankhani :
Kuchulukana madzi ndi 1200 kg/m23.
Yankho lolondola ndi D.
Chitsanzo cha funso 5:
Mercury m'mitsempha yolumikizidwa ili ndi kusiyana kwa pamwamba pa 3 cm. Kuchuluka kwa mercury = 13,6 gr/cm3Kutalika kwa madzi mu chubu kumanzere ndi masentimita 10. Kodi kuchuluka kwa madziwo ndi kotani?
A. 800 kg/m23
B. 1030 kg/m23
C. 1080 kg/m23
D. 1300 kg/m23
E. 1360 kg/m23
Kukambirana:
Ndizodziwika kuti :
Kutalika (h) kwa Mercury = 3 cm = 0,03 m
Kuchuluka kwa mercury = 13,6 gr/cm3 = 13600kg/m3
Kutalika (h) kwa madzi = 10 cm = 0,1 m
Anafunsa :
Kuchulukana madzi?
Yankho:
Dongosololi lili mu mkhalidwe wofanana ndi wina uliwonse chifukwa chake kuthamanga kwa madzi (chubu chakumanzere) = kuthamanga kwa mercury (chubu chakumanja)
Pmpweya + Pmadzi =Pmpweya + Pmercury
Kuthamanga kwa mpweya ndi komweko kotero kumachotsedwa mu equation
Pmadzi =Pmpweya
Yankho lolondola ndi C.
