در يك مخزن آب يا نفت و يا هر مايع ديگر، معمولاً شير در پايينترين قسمت مخزن قرار دارد. وقتي مخزن در زير خاك مدفون شود و يا پايينتر از دسترس ما قرار گيرد، استفاده از شير غيرممكن ميشود. در صورتي كه به روش سادهاي استفاده از آن ممكن است، به شرطي كه هواي فشرده در داخل مخزن انبار شده و سبب بالا آمدن مايع در لولهي داخل آن شود.
طرز كار به اين ترتيب است كه به وسيله درپوش محكمي بايد دهانه مخزن پوشيده شده جلوي تبادل هوا به كلي گرفته شود. همچنين در اين سرپوش بايد دو لوله نصب شود: يكي براي ورود هواي فشرده و ديگري براي خروج مايع. لوله هواي فشرده به سقف مخزن ختم ميشود، در صورتي كه لوله خروج مايع بايد تا چند ميليمتري ته مخزن ادامه يابد. همچنين بايستي ورود هوا به داخل مخزن ممكن، اما خروج از آن غيرممكن باشد. هواي فشرده را با پمپ دستي و پمپ برقي ميتوان تأمين كرد. با اين روش ساده مايعات مختلف از مخزن به سهولت خارج ميشوند وكافي است كه شما فقط شير خروج مايع را باز كنيد تا مايع با فشار بيرون بيايد.
فشار مايعات
سه سوراخ يكسان به ارتفاعهاي متفاوت در بدنه يك قوطي ايجاد كرده، سپس آن را پر از آب كنيد. چه اتفاقي رخ ميدهد؟ از كدام سوراخ آب دورتر ميريزد؟ در كدام نقطه فشار آب بيشتر است؟
فشار مايع در يك عمق معين در همه جهتها يكسان است و از رابطه به دست ميآيد. فشار كل يك مايع، به فشار خارجي كه بر سطح مايع وارد ميشود نيز بستگي دارد.
1- فشار مايع در يك عمق معين در همه جهتها يكسان است: يك مايع تحت فشار به كليه سطوحي كه در تماس با مايع است فشار وارد ميكند و شكل سطحي كه با مايع در تماس است در اندازه فشار نقشي ندارد.
2- فشار با افزايش عمق زياد ميشود: با افزايش عمق يك مايع، مقدار فشار نيز افزايش مييابد، زيرا وزن ستون مايع بالاي سطح مورد نظر افزايش مييابد. به همين دليل ضخامت ديواره سدها در بخش پائيني آن را خيلي بيشتر از بخش بالايي آن ميگيرند تا بتواند فشار بيشتري را تحمل كند.
فـشار بـه شـكل ظـرف محتوي آن بستگي ندارد: اگر يك مايع را در چند ظرف با اشكال مختلف وارد كنيم مشاهده ميشود كه فشار آن در نقاط هم ارتفاع علي رغم تفاوت در شكل ظرفها يكسان است.
فشار در داخل مايعات
1- فشار ستون مايع:
فشار ستوني از مايع به ارتفاعكه به لايه زيرين خود وارد ميكند از فرمول زير محاسبه ميشود:
وزن ستون مايع تقسيم برسطح =P
بزرگی نیروی وارد به کف ظرف
2- فشار كل درون مايع:
فشار درون مايع برابر است با مجموع فشار ستون مايع و فشار وارد بر سطح مايع.
فشار وارد بر سطح مایع
فشار ستون مایع
بزرگی نیروی وارد به سطح زیرین مایع
مثال: در محلي كه فشار هوا برابر 95000Pa است، فشار كل را در كف استخر پر از آبي به عمق 3m بدست آوريد. ( آب)
پاسخ:
قبلاً متذكر شديم واحد ديگري كه براي فشار بكار ميبريم واحد سانتي متر جيوه است. 70cmHg يعني فشار ستوني از جيوه به ارتفاع 70cm ،كه براي تبديل آن به پاسكال بايد از رابطه استفاده كنيم.
مثال: تعيين كنيد فشار cmHg اولاً معادل چند پاسكال است و ثانياً معادل با فشار چه ستوني از آب است؟
پاسخ:
هر جو يا اتمسفر فشاري است تقريبا معادل فشار ستوني از آب به ارتفاع 10 متر.
مثال: در محلي كه فشار هوا برابر 75cmHg است، ظرفي به عمق 30cm از مايعي به چگالي پر شده است. فشار كل در كف اين ظرف چند cmHg است؟
پاسخ:
فشار ستون جیوه + فشار هوا = فشار کل
مثال: ارتفاع سطح آب درون مخزن در شكل نسبت به شير آب بايد چقدر باشد، تا فشار ناشي از آب در سر شير 50 كيلو پاسكال باشد؟
پاسخ: با توجه به رابطه ، فشار ناشي از مايع به شكل ظرف بستگي ندارد. بنابراين داريم:
نكته: با توجه به رابطهميتوان تشخيص داد كه فشار مايعات فقط به جرم حجمي مايع و ارتفاع ستون مايع و شتاب گرانش زمين بستگي دارد و همان طور كه گفته شد به شكل ظرفي كه مايع در آن قرار دارد بستگي ندارد ولي نيرويي كه هر كدام از مايعات به كف ظرف خود وارد ميكنند بستگي مستقيم با سطح مقطع ظرف دارد. زيرا:
سطح آزاد مايعات
دو نقطه درون مايع مانند A و B كه روي يك سطح افقي واقعند در نظر ميگيريم. چون ارتفاع دو نقطه تا سطح آزاد مايع يكي است پس است.
يعني فشار در تمام نقاط يك سطح افقي يكسان است. از اينجا نتيجه ميگيريم كه سطح آزاد مايعات افقي است. چون فشار بر تمام نقاط آن از طرف مايع صفر است و تنها فشار هوا بر آنها وارد ميشود كه در همه جاي سطح يكسان است.
مثال: در ظرفي زير آب ريخته شده است. فشار در نقاط A و B و C را به ترتیب با PAو PB و PC نشان ميدهيم. كدام رابطه صحيح است؟
1) 2)
3) 4) PA
پاسخ: چون هر سه نقطه در يك سطح افقي قرار گرفتهاند فشار هر سه آنها برابر است حال ممكن است اين سوال پيش آيد كه چرا در نقاط B و C ارتفاع ستون مايع با نقطه A فرق دارد. پاسخ آن است كه در اين نقاط اختلاف فشار حاصل از اختلاف ارتفاع بوسيله انتهاي بسته لوله جبران ميشود.
تبادل
لینک هوشمند
برای تبادل
لینک ابتدا ما
را با عنوان
فیزیک و
آدرس
justfizik.LXB.ir لینک
نمایید سپس
مشخصات لینک
خود را در زیر
نوشته . در صورت
وجود لینک ما در
سایت شما
لینکتان به طور
خودکار در سایت
ما قرار میگیرد.