Hidrosztatikai nyomás

Folyadékok jellemzői Nincs állandó alakjuk, mindig felveszik az edény alakját. A szükséges tároló edényt összefüggő anyagként egyenletesen kitöltik. Részecskéik között nagyon kicsi az összetartó vonzóerő.

Töltsünk meg egy lufit vízzel! A víz nyomja lefelé a lufi alját, a súlyát is érezzük, vagyis lefelé irányuló nyomás biztosan hat a folyadékokban.

Öntsünk kevés vizet alul gumihártyával lezárt üvegcsőbe! A gumilap kissé kipúposodik. Egyre több vizet öntve a hengerbe, egyre jobban kipúposodik. Vagyis a folyadék a súlyánál fogva fejti ki a nyomást az alátámasztási felületre.

A folyadékok súlyából származó nyomást hidrosztatikai nyomásnak nevezzük.

A tároló edény aljára ható hidrosztatikai nyomás jele: p mértékegysége: N/m2= Pa Nyomás=nyomóerő/nyomott felület p=F/A

Töltsük meg vízzel az oldalt lyukas flakont Milyen irányban áramlott a víz? Vízszintes irányban Hol legnagyobb az oldalnyomás? A legalsó nyílásnál

Folyadék kiáramlása szűk nyíláson Miért a legalsó nyíláson legnagyobb az oldalnyomás? Mert itt legnagyobb a nyílás felett lévő folyadékréteg.

A folyadékok nyomását gumihártyás nyomásmérővel, más néven manométerrel vizsgálhatjuk.

A manométert vízzel teli üvegkádba helyezzük A gumilapot a víz felfelé nyomja. Minél mélyebbre nyomjuk a vízben, annál nagyobb a gumilap deformációja.

1. A hidrosztatikai nyomás függ a folyadékoszlop magasságától! Jele: h Mértékegysége: m (méter)

Hidrosztatikai paradoxon A tölcsér emelésének, illetve süllyesztésének  hatására az üvegtölcsérre kötött hártya erősebben, illetve gyengébben dudorodik ki. A hengerrel összehasonlítva mutatja, hogy a nyomás a folyadékoszlop magasságától és nem pedig tömegétől függ.

Öntsünk az egyik csőbe vizet a másikba ugyanannyi mennyiségű higanyt. Mi történik? A gumilap különbözőképpen domborodik ki.

A hidrosztatikai nyomás függ a folyadék sűrűségétől! 2. A hidrosztatikai nyomás függ a folyadék sűrűségétől! Jele: ρ Mértékegysége: kg/m3

Állapítsd meg milyen irányú a víz nyomása az alábbi kísérletnél! Folyadékoknak lefelé, felfelé és oldalra ható nyomása is van.

Tölcsér helyzetét ugyanabban a mélységben változtatjuk, folyadék helyzete nem változik, a nyomás értéke minden esetben ugyanakkora. A hidrosztatikai nyomás nem irányfüggő!

Hidrosztatikai nyomás kiszámítása a folyadék belsejében folyadék sűrűsége • folyadékoszlop magassága • gravitációs gyorsulás g=10m/s2 p=ρ • h • g

Hidrosztatikai nyomás a súlytalanság állapotában Ha lyukas flakonba vizet töltünk, akkor a lyukakon át spriccel ki a víz. Vízzel telt flakont kiejtjük a kezünkből, míg szabadon esik, addig nem folyik ki belőle a víz. A súlytalansági állapotban nincs a folyadékoknak hidrosztatikai nyomása.

Milyen a vastagságú üvegből készültek a „tároló edények”?

Milyen a gátak „formája”?

Helyezd el a búvárokat a tenger különböző mélységeiben Helyezd el a búvárokat a tenger különböző mélységeiben! Milyen búvárfelszerelése vannak?

Ha a nagyobb nyomású térből az ember túl hamar ér kisebb nyomású helyre, akkor lép fel dekompressziós, vagy keszonbetegség. Tünetei: izomfájdalom , fulladásérzés, fejfájás, remegés, mellcsont mögötti fájdalom, érzészavarok, kis pontszerű bőr alatti vérzések, öntudatzavar, stb.

Keszonbetegség gyógyítása: A páciensek egy speciális kialakítású nyomásálló kamrában, keszon kamrában a normál légköri nyomásnál 2,5-szer nagyobb nyomáson 100%-os, orvosi tisztaságú oxigént lélegeznek be. A koncentráltan belélegzett oxigén a szokványos körülményeknél 15-20-szoros koncentrációban éri el a sejteket, szöveteket. A megnövekedett oxigénmennyiség hatására olyan élettani folyamatok indulnak be a szervezetben, amelyek a sérült, nehezen gyógyuló területek gyorsabb regenerációját idézik elő.

Hasonlítsd össze az edények aljára ható hidrosztatikai nyomást!

Az egyik végén gumihártyával lezárt üvegcsőbe töltsünk különböző magasságba vizet! Hasonlítsuk össze a gumihártyák megnyúlása alapján az edény alján észlelhető nyomást!

Töltsünk h3-nak megfelelő magasságba tömény sós vizet a hengerbe Töltsünk h3-nak megfelelő magasságba tömény sós vizet a hengerbe! Hasonlítsd össze a nyomást a tiszta víznél észlelt nyomóhatással!

Hasonlítsuk össze az azonos mélységben lévő, de különböző helyzetű gumihártya esetében a hidrosztatikai nyomásokat. p1…..p2… .p3 1. 3. 2.

A folyadékok közismert tulajdonsága, hogy bennük a nyomás minden irányba gyengítetlenül terjed. Nyugvó folyadékban a külső nyomás a folyadék belsejében mindenhol ugyanannyival növeli meg az ott levő hidrosztatikai nyomást. Ez a Pascal törvénye.

Hidrosztatikai paradoxon A tölcsér emelésének, illetve süllyesztésének  hatására az üvegtölcsérre kötött hártya erősebben, illetve gyengébben dudorodik ki. A hengerrel összehasonlítva mutatja, hogy a nyomás a folyadékoszlop magasságától és nem pedig tömegétől függ.

Mindkét végén nyitott cső végére szorítsunk könnyű műanyag lapot, és nyomjuk vízbe a csövet! Ezután a lapot elengedhetjük, mert a folyadék nyomásából származó erő a cső aljára szorítja azt. Töltsünk lassan vizet a csőbe! Megállapítható, hogy a lap akkor válik le a cső aljáról, amikor a betöltött víz szintje eléri az edény vízszintjét. Különböző alakú, de azonos alsó keresztmetszetű csöveket használva bemutatható, hogy a nyomás nem függ az edény alakjától és a folyadék térfogatától.