1. Несжимаемые жидкости и газы. В отличие от твердых тел газы и жидкости не обладают постоянством формы. Они обладают лишь объемной упругостью. Сжимаемость жидкостей очень мала, и в подавляющем большинстве явлений жидкости можно считать практически несжимаемыми. Газы же сжимаются легче, и в большинстве явлений их сжимаемость проявляется отчетливо.
В настоящем разделе мы ограничимся таким кругом явлений, в которых эффекты сжимаемости настолько незначительны, что ими можно пренебречь.
2. Основные понятия.Основными величинами, определяющими состояние несжимаемой жидкости, являются давление p, плотность жидкости r и ее объем V.
Давление P определяется силой нормального напряжения, p = . Единица давления в СИ - паскаль, 1 Па = 1 Н/м2. Кроме того, используются кратные единицы: гектопаскаль: 1 гПа = 100 Па, килопаскаль: 1 кПа = 1000 Па, и т.д. Плотность вещества r определяется отношением массы вещества к объему, который она занимает, r = .
Для измерения плотности жидкостей используются ареометры. Давление в жидкостях и газах измеряется манометрами.
3. Закон Паскаля. Жидкости и газы не имеют регулярной структуры в расположении атомов и молекул, их свойства одинаковы по всем направлениям. Говорят, жидкости и газы изотропны. (От греч. isos – равный и tropos – направление).
В 1663 году французский ученый Блез Паскаль открыл закон, вытекающий из свойства изотропности жидкостей:
Давление на поверхность жидкости, произведенное внешними силами, передается жидкостью одинаково по всем направлениям.
Этот закон справедлив также и для газов. Правда, у газов нет свободной поверхности, поэтому смысл закона Паскаля сводится к тому, что в небольших газовых объемах, находящихся в равновесии, давление во всех точках одинаково.
4. Гидростатическое давление. Давление внутри жидкости на глубине h равно p = rgh (рис.87). Это так называемое гидростатическое давление. Действительно, p = . (28.1)
С увеличением глубины давление увеличивается. Если учесть еще атмосферное давление, то p = p0 + rgh, (28.2)
где p0 – атмосферное давление на уровне поверхности жидкости.
Гидростатическое давление не зависит от конфигурации сосудов, в которых находится жидкость. Давление есть функция только высоты (глубины). Поэтому сила давления на дно сосуда зависит только от высоты уровня жидкости и площади дна (рис.88). Этот факт называют иногда гидростатическим парадоксом. Из него же следует и закон сообщающихся сосудов.
Do'stlaringiz bilan baham: |