Всем известно, что нужно сделать с чайником, чтобы из его носика полилась вода, – просто наклонить. А вот вопрос, можно ли перевести корабль через гору в море или другой водоем, вызовет у нас сомнение. Чтобы ответить на него, сначала следует узнать, что из себя представляют сообщающиеся сосуды.
Закон сообщающихся сосудов
Сообщающиеся сосуды – это взаимодействующие друг с другом сосуды, которые имеют общее дно.
Рис. 1. Сообщающиеся сосуды
Закон сообщающихся сосудов гласит, что в таких сосудах, какую бы форму они не имели, поверхности однородных жидкостей в состоянии покоя находятся на одном уровне, то есть давление, оказываемое на стенки на любом горизонтальном уровне является одинаковым.
Если же в сосуде жидкости разные, то уровень выше в сосуде, в котором жидкость обладает меньшей плотностью. То есть, если в один сосуд налить жидкость, обладающую одной плотностью, а во второй – другой, то при равновесии их уровни не будут одинаковыми. Следовательно отсюда можно вывести формулу:
ρ 1 /ρ 2 =h 2 /h 1
- ρ – плотность жидкости;
- h – высота столба.
Также для сообщающихся сосудов важной является формула:
p=gρ h
- g – ускорение свободного падения;
- ρ – плотность жидкости (кг/куб.м);
- h – глубина (высота столба жидкости).
Этой формулой определяется давление жидкости на дно сосуда.
Древним римлянам было неизвестно определение сообщающихся сосудов, поэтому их акведуки – водопроводы занимали огромную протяженность над поверхностью земли и строились с равномерным уклоном вниз.
Свойства сообщающихся сосудов
В сообщающихся сосудах уровень жидкости одинаковый. Это происходит потому, что жидкость производит одинаковое давление на стенки сосуда. Достичь разного уровня однородной жидкости в сообщающихся сосудах можно с помощью перегородки между ними.
Перегородка перекроет сообщение между сосудами, и тогда можно в один из них долить жидкость, чтобы уровень изменился. В данной ситуации возникает напор – давление, производимое весом столба жидкости высотой, равной разности уровней. И если убрать перегородку, то именно это давление станет причиной тому, что жидкость будет перетекать в тот сосуд, где ее уровень ниже, до тех пор, пока уровни не станут одинаковыми.
БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
... жидкости. Сосуды, снабженные быстросъемными затворами, должны иметь предохранительные устройства, которые исключают возможность включения сосуда под давление при неполном закрытии крышки и открывании ее при наличии в сосуде давления. Такие сосуды ... ПРИЧИНЫ АВАРИЙ И НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЕВ, ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ, КОТОРЫЕ РАБОТАЮТ ПОД ДАВЛЕНИЕМ Причинами взрывов котельных установок являются перегревание ...
В жизни очень часто можно встретить естественный напор. И таких примеров довольно много. Например, им обладает вода в горных реках, когда падает с высоты. Плотина также является примером естественного напора. Чем она выше, тем больше будет напор воды, поднятой плотиной.
Применение закона о сообщающихся сосудах
Принцип действия сообщающихся сосудов используется при сооружении фонтанов, водопроводов, шлюзов. Чайник и его носик тоже являются сообщающимися сосудами, так как вода, налитая в чайник, заполняет носик и всю остальную часть до одинаковой высоты. Применение свойств таких сосудов, могут даже помочь провести корабль через гору. И для этого как раз понадобиться шлюз. Шлюз – это лифт для судов. Если водное пространство перегорожено плотиной, то уровень воды в водохранилище выше, чем в реке ниже по течению. И чтобы добраться до этого уровня, судно должно зайти в шлюз, который отгорожен двумя водными непроницаемыми воротами. Когда шлюз полностью заполняется водой, судно выходит из шлюза и продолжает свой путь (уровень воды в шлюзе и водохранилище выравнивается по закону сообщающихся сосудов).
Рис. 2. Шлюз
Что мы узнали?
Из этой темы по физики за 7 класс можно ясно понять, какие сосуды называются сообщающимися. Ими могут называться лишь те сосуды, обладающие общим дном, где жидкость может свободно перетекать из одного сосуда в другой. Также сообщающиеся сосуды играют огромную роль в нашей повседневной жизни, облегчая ее и помогая выходить из трудных ситуаций. Принципы сообщающихся сосудов лежат в основе различных чайников, кофейников, водомерных стекол на паровых котлах.
Тест по теме
Оценка доклада
4.2 . Всего получено оценок: 387., Сообщающиеся сосуды
сосуды, соединённые между собой в нижней части (рис.).
В наполненных одинаковой жидкостью С. с., диаметр которых настолько велик, что позволяет пренебречь капиллярным эффектом, уровни жидкости располагаются на одинаковой высоте независимо от формы сосудов. На этом основано устройство жидкостных Манометр ов, водомерных стекол паровых котлов и т.п. Если С. с. наполнены различными жидкостями, то высоты столбов этих жидкостей (считая от поверхности соприкосновения жидкостей друг с другом) обратно пропорциональны их плотностям, т. е. ρ 1 h 1 = ρ 2 h 2 , где ρ 1 и ρ 2 , h 1 и h 2 — соответственно плотности и высоты столбов жидкости. Этим соотношением пользуются для определения плотности жидкости. Если же одно из колен С. с. закрыто, то разность уровней жидкости будет зависеть от давления в закрытом колене; на этом основано устройство закрытых манометров.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Смотреть что такое «Сообщающиеся сосуды» в других словарях: , Сообщающиеся сосуды
Сосуды, соединённые между собой в нижней, части (рис.).
Методы исследования сердца, сосудов, средостений, диафрагмы и ЖКТ
... запись, пневмомедиасти-нография и др. фармако-динамические пробы. Метод ультразвуковой диагностики в последние годы используется для исследовании желудка и ... углекислого газа - ангиокарди-опневмография. Осложнения: Коронарография - контрастирование сосудов, питающих мышцу сердца по методу Сельдингера. Показания:, Противопоказания:, Контрастные вещества:, Методика:, Осложнения: Рентгенокимография, ...
В наполненных одинаковой жидкостью С. с., диаметр к рых настолько велик, что позволяет пренебречь капиллярным эффектом, уровни жидкости располагаются на одинаковой высоте независимо от формы … Физическая энциклопедия
Соединены между собой в нижней части. Однородная жидкость устанавливается на одном уровне независимо от формы сосудов (если можно пренебречь капиллярными явлениями).
На свойстве сообщающихся сосудов основано устройство жидкостных манометров,… … Большой Энциклопедический словарь
Сосуды, соединённые между собой в ниж. части. Однородная жидкость устанавливается на одном уровне независимо от формы сосудов (если капиллярные явления не существенны).
На свойстве С. с. основано устройство жидкостных манометров, водомерных… … Естествознание. Энциклопедический словарь
СООБЩАЮЩИЕСЯ СОСУДЫ
Сосуды, соединённые между собой в нижней части. Однородная жидкость устанавливается на одном уровне независимо от формы сосудов (если капиллярные явления не существенны).
На свойстве сообщающихся сосудов основано устройство жидкостных манометров … Энциклопедический словарь
сообщающиеся сосуды
Основные физические свойства жидкостей и газов
... газов в жидкостях происходит при всех условиях, но различна для разных жидкостей и изменяется с увеличением давления. Она характеризуется количеством растворенного газа в единице объема жидкости. 2. Гидростатическое давление и его свойства ... резервуаров и водоёмов, сообщающихся с атмосферой (рис. 3), внешнее давление на жидкость ... физический смысл - это сила трения возникающая при единичных площади и ...
Назад Вперёд
Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
Цель урока:
Задачи образовательные:, Задачи развивающие:, Задачи воспитательные:, Оборудование и ТСО:
Ход урока
1. Орг. момент, постановка цели, актуализация знаний
Учитель: Сегодня на уроке мы познакомимся с сообщающимися сосудами, их свойствами и практическим применением, но сначала повторим необходимый нам для этого материал.
2. Проверка выполнения домашнего задания (слайд 3):
- Ответить на вопрос: По какой формуле рассчитывается давление жидкости на дно и стенки сосуда? Какая буква в это формуле что обозначает и в чём измеряется?
Проверка решения задачи 2 из упр 15
3. Изучение нового материала
- Постановка проблемного вопроса (слайд 4, 5):
- Что общего между чайником, гидроуровнем, шлюзом? (обсуждение)
Введение понятия сообщающихся сосудов (слайд 6):
Сообщающиеся сосуды — это сосуды, имеющие общую, соединяющую их часть. (демонстрация различных видов сообщающихся сосудов, перечисление основных элементов сообщающихся сосудов).
- Проведение эксперимента с однородной жидкостью, вывод (слайд 7).
- Проведение эксперимента с сосудами разной формы и разной площадью поперечного сечения, вывод (слайд 8)
- Проведение эксперимента с изменением положения колен сообщающегося сосуда, вывод (слайды 9, 10)
- Обсуждение проблемного вопроса (слайд 11):
Если одно колено сообщающегося сосуда соединить с какой-либо ёмкостью, содержащей газ, то поведение жидкости в сообщающемся сосуде может быть таким, как показано на рисунках. От чего это зависит? Вывод (слайд 12).
Измерение динамической вязкости жидкостей и газов
... определения вязкости жидкости по методу Стокса берется высокий цилиндрический сосуд с исследуемой жидкостью (рис.3). На сосуде имеются ... параметры оказывают большое влияние на величину вязкости газов. В установках для точных измерений воздух ... две кольцевые метки А и В . Метка А находится несколько ниже уровня жидкости и соответствует той высоте, ...
- Эксперимент с разнородными жидкостями, вывод (слайды 13, 14)
- Решение задачи (слайд 15)
- Обобщение и систематизация знаний (слайд 16)
- Первичный контроль знаний
1) Опираясь на полученные знания найти сообщающиеся сосуды и их элементы в следующих приборах:
Фонтан (демонстрация опыта, слайд 17), Чайник, лейка, водосборник дождевой воды (демонстрация чайника с водомерным стеклом, слайд 18), Гидравлический тормоз, пресс, домкрат (слайд 19), Водомерное стекло парового котла, гидроуровень (слайд 20), При добыче нефти, отводящие трубы раковины (слайд 21), Водоснабжение дома от горного ключа (слайд 22)
Шлюзы (слайд 23)
Водопровод (слайды 24-26)
2) Ответить на контрольные вопросы (слайд 27)
3) объяснить принцип действия артезианского колодца (слайд 28)
4) ответить на проблемный вопрос (слайд 29):
Два сообщающихся сосуда заполнены водой при температурах Т 1 и Т 2 (Т 1 >Т 2).
Что произойдёт, если открыть кран К? В каждом сосуде есть устройство, которое может очень быстро изменять температуру попадающей в сосуд воды.
Подведение итогов урока.
В ходе этого урока вы познакомитесь с поведением жидкостей в сообщающихся сосудах, то есть двух или нескольких сосудах, соединенных друг с другом в нижней части так, что жидкость может свободно перетекать из одного сосуда в другой.
Тема: Давление твердых тел, жидкостей и газов, Урок: Сообщающиеся сосуды
Объектом нашего изучения может быть чайник с нашего кухонного стола, лейка, с помощью которой мы поливаем цветы, или более сложные устройства, такие, как артезианский колодец, водомерное стекло в паровом котле и даже водопровод. Все это устройства, работающие по принципу сообщающихся сосудов (Рис. 1).
Рис. 1. Примеры сообщающихся сосудов: чайник, садовая лейка, водомерное стекло парового котла
Простейшие сообщающиеся сосуды — это две трубки, соединенные между собой резиновым шлангом. Если налить жидкость в одну из этих трубок, то можно видеть, что уровень жидкости в обеих трубках (или, как принято говорить, в обоих коленах сообщающихся сосудов) установится на одной высоте. С чем это может быть связано?
На предыдущем уроке мы выяснили, что давление жидкости на дно и стенки сосуда зависит от плотности жидкости и высоты ее столба. Поскольку в левом и правом коленах находится одна и та же жидкость и высота столба жидкости в левом и правом коленах также одинакова, то и давление жидкости в обоих коленах одинаково. Следовательно, жидкость находится в равновесии.
Если изменять расположение колен в сообщающихся сосудах, поднимая или опуская одно из них, или даже наклоняя, то жидкость будет перетекать из одного колена в другое до тех пор, пока ее уровень в обоих коленах снова не установится на одной и той же высоте (Рис. 2).
Рис. 2. Уровни однородной жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаются на одной высоте
уровни однородной жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаются на одной высоте
Транспортирование жидкостей и газов
... давления, принудительно перемещающие вещество. Насосы объемного действия могут использоваться для перекачки вязких жидкостей. В этих насосах происходит одно преобразование энергии - энергия двигателя непосредственно ... перемещения (всасывания и нагнетания) жидких сред (не только воды) или газов. Без насосного оборудования современная жизнь практически невозможна. Достаточно сказать, что насосное ...
законом сообщающихся сосудов
Данный закон выполняется не только для двух, но и для любого количества сообщающихся сосудов, независимо от того, какую форму они имеют и как расположены в пространстве (Рис. 3).
Единственно, что необходимо — чтобы во всех сосудах находилась одна и та же (однородная) жидкость.
Рис. 3. Уровни однородной жидкости устанавливаются на одной высоте в сообщающихся сосудах любой формы
Что произойдет, если жидкость, заполняющая колена сообщающихся сосудов, не будет однородной? Например, пусть в левое колено налито подсолнечное масло, а в правое — подкрашенная вода. Эти жидкости не смешиваются между собой.
Оказывается, что уровень подсолнечного масла расположится на большей высоте, чем уровень воды (Рис. 4).
Это связано с тем, что плотность подсолнечного масла меньше, чем плотность воды. Вспомним формулу давления жидкости на дно сосуда
Из этой формулы видно, что чем меньше плотность жидкости ρ , тем больше должна быть высота ее столба h , чтобы создать одно и то же давление.
Рис. 4. Уровень жидкости с меньшей плотностью устанавливается в сообщающихся сосудах на большей высоте
Таким образом, в сообщающихся сосудах уровень жидкости с меньшей плотностью устанавливается на большей высоте.
Итак, однородная жидкость в коленах сообщающихся сосудов будет устанавливаться на одной высоте, какой бы формы и сечения не были колена.
В случае неоднородной жидкости, имеет значение плотность жидкости, находящейся в коленах. Чем плотность жидкости больше, тем высота столба жидкости меньше.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/soobschayuschiesya-sosudyi-v-prirode-i-tehnike/
- Перышкин А. В. Физика. 7 кл. — 14-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2010.
- Перышкин А. В. Сборник задач по физике, 7-9 кл.: 5-е изд., стереотип. — М: Издательство «Экзамен», 2010.
- Лукашик В. И., Иванова Е. В. Сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразовательных учреждений. — 17-е изд. — М.: Просвещение, 2004.
- Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().
Домашнее задание
- Лукашик В. И., Иванова Е. В. Сборник задач по физике для 7-9 классов №536-538, 540, 541.
Знаете ли вы, что чайник, кофейник, лейка — это не просто кухонные или огородные принадлежности, но еще и наглядный бытовой пример сообщающихся сосудов.
Давление в жидкости и газе
... равна весу вертикального столба жидкости с основанием S и высотой h1 . При поперечном сечении S столба жидкости, его высоте h и плотности r сила давления на слой находящийся ... законом Архимеда: на тело, погруженное в жидкость (газ), действует со стороны этой жидкости (газа) направленная вверх выталкивающая сила, равная весу жидкости (газа) вытесненной телом. (1.67) где — плотность жидкости, ...
Именно в этом и состоит принцип сообщающихся сосудов.
Закон сообщающихся сосудов в физике
Итак, закон сообщающихся сосудов гласит:
«В сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне»
Объясняется этот закон довольно просто.
Примеры и применение сообщающихся сосудов
Закон сообщающихся сосудов нашел широкое применение в человеческой жизнедеятельности. Кроме уже упомянутых леек и чайников, вода в наши дома поступает именно благодаря этому закону. Как мы добываем чистую воду из-под земли? Выкачиваем насосом. Но нельзя же подключить по насосу к каждому крану и к каждой квартире. Поэтому придумали следующую схему — воду накачивают в водонапорную башню, представляющую из себя, по сути, огромный бак на большой высоте. А оттуда по закону сообщающихся сосудов вода под давлением течет в наши дома и льется их кранов, стоит только их открыть. Свое применение закон сообщающихся сосудов нашел и в устройстве шлюзов на реках и каналах, при сооружении некоторых фонтанов и так далее.
