Паскальдын суюктуктар жана газдар үчүн мыйзамы затта таралган басым анын күчүн өзгөртпөйт жана бардык багыттар боюнча бирдей өткөрүлөт дейт. Суюк жана газ түрүндөгү заттар кээ бир айырмачылыктар менен басым астында өзүн алып жүрүшөт. Айырма бөлүкчөлөрдүн жүрүм-турумуна жана газдардын жана суюктуктардын салмагына байланыштуу. Макалада мунун баарын визуалдык эксперименттердин жардамы менен майда-чүйдөсүнө чейин карап чыгабыз.
Суюктуктун басымы өтүп жатабы
Келгиле, цилиндр формасындагы идиштерди алалы, ал поршень менен жогору жактан герметикалык жабылган. Ичинде суюктук бар, поршенде салмак бар. Ал өзүнүн салмагына барабар күч менен басым жасайт. Бул басым суюктукка өткөрүлүп берилет. Анын молекулалары катуу дененин бөлүкчөлөрүнөн айырмаланып, бири-бирине салыштырмалуу эркин кыймылдай алат. Алардын тизилишинде катуу тартип жок, туш келди чачырап кеткен.
Функцияларды билүүар кандай заттардын бөлүкчөлөрүнүн келечектеги кыймылы суюктуктар жана газдар үчүн Паскаль мыйзамын түшүнүүгө жардам берет. Эгер биз аларга салмактын басым күчү менен аракет кылсак, суюктук молекулалары кандай болот? Бул суроого жооп берүүгө тажрыйба жардам берет.
Суюктук басым астында өзүн кандай көрсөтөт
Суюктуктун модели айнек мончоктор, ал эми идиштин модели капкагы жок куту болот. Шарлар, ошондой эле суюк заттын бөлүкчөлөрү идиштерде эркин кыймылдашат. Кутучанын туурасы менен бирдей болгон нерсени алыңыз. Ал поршеньди туурайт.
Пистонду суюктукка түртүңүз. Анын молекулалары кандай иштешет? Алар идиштин түбүнө да, дубалдарына да кысып турганын көрөбүз. Бири-бирин түртүп, кутудан түшүүгө аракет кылышат. Эгер ал чыныгы суюктук болсо, анда ал идиштен чачырап кетмек. Кийинчерээк суюктуктар жана газдар үчүн Паскаль мыйзамын изилдөөдө муну практика жүзүндө көрөбүз. Молекулалар эркин кыймылдагандыктан, салмактын басымы эки тарапка да, ылдыйга да берилет. Эгер суюктукту газга алмаштырсаңыз эмне болот?
Аба басым астында өзүн кандай көрсөтөт
Бизде аба толтурулган поршени бар цилиндр бар дейли. Поршендин үстүнө салмак коюңуз. Газга жасалган басым кандайча берилет? Поршень ылдый жылган сайын газдын үстүндөгү молекулалардын ортосундагы аралык азаят, бирок көпкө эмес. Газ молекулаларынын ылдамдыгы секундасына жүздөгөн метрге жетет. Алардын ортосундагы аралык алардын өлчөмүнөн алда канча чоң. Алар туш келди багыттарда жылып, бири-бири менен кагылышат.
Поршень качанкулап, бөлүкчөлөр жөн гана кичинекей көлөмдө бекитилет. Натыйжада, алар идиштин дубалдарына көбүрөөк тийип, газдын көлөмү азайган сайын анын басымы жогорулайт. Бул постулатты эстеп калуу керек, ошондуктан кийинчерээк Паскальдын суюктуктар жана газдар үчүн мыйзамын түшүнүү оңой болмок. Бир чарчы сантиметрде секундасына кагуунун саны дээрлик бирдей. Бул поршень чыгарган басым өзгөрүүсүз бардык багыттар боюнча өткөрүлөт дегенди билдирет.
Басымды ар кандай багытта өткөрүү
Паскальдын мыйзамы, суюктуктар жана газдар менен басымдын өтүшүн түшүнүү мүмкүн эмес, эгер кимдир бирөө бир кызыкчылыкты түшүнбөсө: кантип биз ылдый басып, басым ылдыйга да, капталга да өтөт? Ал эми цилиндрге түтүк жабышып калсачы, басым ал аркылуу жогору карай берилеби? Келиңиз, эксперимент жасайлы.
Суу толтурулган эки шприцти алып, аларды түтүк менен туташтырыңыз. Шприцтердеги суюктук басымды кантип өткөрөөрүн карап көрөлү. Бир шприцтин поршеньине басыңыз. Поршенге, демек, суюктукка басымдын күчү ылдыйга багытталган. Бирок экинчи шприцтин поршени көтөрүлүп жатканын көрүп турабыз. Түтүк аркылуу өткөн басым күчтүн багытын өзгөртөт экен. Кызыгы, шприцтерди тигинен гана эмес, бири-бирине туура бурчта да коюуга болот. Натыйжа бирдей болот.
Сууну төгүңүз, ошондо шприцтерде аба болот. Тажрыйбаны кайталайлы. Эксперименттин жүрүшүндө газдын басымды бардык тарапка өткөрөрүн көрөбүз. Суюктуктан бир гана айырма бар. Эгер сиз биринин поршенин түшүрсөңүзшприцти түшүрүп, манжаңыз менен бекитиңиз, андан кийин башка шприцтин поршенин басканда газ кысып калат. Анын көлөмү болжол менен эки эсеге азайып, поршень өйдө көтөрүлүүгө аракет кылат. Бул газ көлөмүн көбөйтүүнү көздөп, поршеньди өйдө көздөй жылдырат. Суюктук менен башкача болмок, аны мынчалык оңой кысуу мүмкүн эмес.
Паскаль мыйзамы
Биз тажрыйбанын жардамы менен суюктуктар жана газдар менен басымдын өтүшүн изилдейбиз. Аны француз физиги Блез Паскаль ойлоп тапкан. Айнек түтүк жабдылган көңдөй шарды алыңыз. Топтун ар кайсы жерлеринде (үстүндө, капталында, түбүндө) майда тешиктер бар. Түтүктүн ичине поршень орнотулган. Бул Паскаль мыйзамын көрсөтүү үчүн атайын түзүлүш.
Ал кандай экенин көрүү үчүн түтүк аркылуу шарга суу толтуруңуз. Топко жогорудан ылдый карай тартылуу күчү таасир этсе да, шардын тешиктеринен бир бурчта, капталга, жада калса өйдө карай тамчы суу агып чыгат. Албетте, алар баштапкы багытынан бир аз четтейт, анткени аларга тартылуу күчү таасир этет. Биз сууга жасалган басым бардык багыттар боюнча өтүп жатканын көрүп жатабыз.
Эгер суунун ордуна түтүн алып, бул экспериментти жасасак, газдагы басымдын өтүшүн өз көзүбүз менен байкайбыз, анткени түтүн – бул көөнүн же чайырдын майда бөлүкчөлөрү менен түстүү газ. Ал өтө жеңил болгондуктан, тартылуу күчүнүн таасирине көп түшпөйт, суу агымдары сыяктуу баштапкы абалынан тайбайт. Биз мындай тыянак чыгарууга болот: жасалган басымсуюктукка же газга, күчтү өзгөртпөстөн, суюктуктун жана газдын каалаган чекитине бардык багыттар боюнча берилет. Бул суюктуктар жана газдар үчүн Паскаль мыйзамы. Формула: P=F/S мында P - басым. Ал перпендикуляр болгон F күчүнүн S аянтына болгон катышына барабар.
