A lei de Pascal para líquidos e gases diz que a pressão, se propagando em uma substância, não muda sua força e é transmitida em todas as direções igualmente. Substâncias líquidas e gasosas se comportam sob pressão com algumas diferenças. A diferença se deve ao comportamento das partículas e ao peso dos gases e líquidos. No artigo, consideraremos tudo isso em detalhes com a ajuda de experimentos visuais.
A pressão do fluido é transmitida
Vamos pegar um vaso cilíndrico, que é hermeticamente fechado por cima por um pistão. Há um líquido dentro e um peso está no pistão. Ele exerce pressão com uma força igual ao seu peso. Essa pressão é transferida para o fluido. Suas moléculas, ao contrário das partículas de um corpo sólido, podem se mover livremente umas em relação às outras. Não há uma ordem estrita em seu arranjo, eles estão espalhados aleatoriamente.
Conhecimento das funcionalidadeso movimento de partículas de diferentes substâncias no futuro nos ajudará a entender a lei de Pascal para líquidos e gases. Como as moléculas do líquido se comportarão se agirmos sobre elas com a força de pressão do peso? A experiência nos ajudará a responder a esta pergunta.
Como o fluido se comporta sob pressão
O modelo do líquido será contas de vidro, e o modelo do recipiente será uma caixa sem tampa. Bolas, assim como partículas de uma substância líquida, se movem livremente em recipientes. Pegue qualquer item que tenha a mesma largura que a largura da caixa. Irá imitar um pistão.
Empurre o pistão no líquido. Como suas moléculas se comportam? Vemos que eles pressionam tanto o fundo do recipiente quanto suas paredes. Eles empurram um ao outro e tentam cair para fora da caixa. Se fosse um líquido real, tenderia a espirrar para fora do recipiente. Mais tarde, ao estudarmos a lei de Pascal para líquidos e gases, veremos isso na prática. Devido ao fato de as moléculas se moverem livremente, a pressão exercida pelo peso é transmitida tanto para os lados quanto para baixo. E o que acontece se você substituir líquido por gás?
Como o ar se comporta sob pressão
Digamos que temos um cilindro com um pistão cheio de ar. Coloque um peso em cima do pistão. Como a pressão aplicada ao gás é transmitida? À medida que o pistão se move para baixo, a distância entre as moléculas no topo do gás diminui, mas não por muito tempo. A velocidade das moléculas de gás é de centenas de metros por segundo. A distância entre eles é muito maior do que seu tamanho. Eles se movem em direções aleatórias e colidem uns com os outros.
Quando o pistãocai, as partículas são simplesmente bloqueadas em um volume menor. Como resultado, eles atingem com mais frequência as paredes do vaso e, à medida que o volume do gás diminui, sua pressão aumenta. Este postulado deve ser lembrado, para que mais tarde seja mais fácil entender a lei de Pascal para líquidos e gases. O número de batimentos por segundo por centímetro quadrado é quase o mesmo. Isso significa que a pressão que o pistão produz é transmitida em todas as direções sem alteração.
Transferência de pressão em diferentes direções
Lei de Pascal, a transferência de pressão por líquidos e gases não pode ser entendida se não se entende uma estranheza: como é que pressionamos para baixo e a pressão é transferida para baixo e para os lados? Mas e se um tubo estiver preso ao cilindro, a pressão será transmitida para cima através dele? Vamos experimentar.
Pegue duas seringas cheias de água e conecte-as com um tubo. Vamos observar como a pressão será transmitida pelo líquido que está nas seringas. Pressione o êmbolo de uma seringa. A força de pressão no pistão e, portanto, no líquido, é direcionada para baixo. No entanto, vemos que o pistão da segunda seringa sobe. Acontece que a pressão, transmitida através do tubo, muda a direção da força. Curiosamente, as seringas podem ser colocadas não apenas na vertical, mas também em ângulos retos entre si. O resultado será o mesmo.
Despeje a água, e haverá ar nas seringas. Vamos repetir a experiência. No decorrer do experimento, veremos que o gás também transmite pressão em todas as direções. Há apenas uma diferença com o líquido. Se você abaixar o pistão de umseringa para baixo e fixe-a com o dedo, então quando você pressionar o pistão de outra seringa, o gás irá comprimir. Seu volume diminuirá cerca de duas vezes e o pistão se esforçará para s altar para cima. Esse gás, buscando aumentar seu volume, faz com que o pistão se mova para cima. Com um líquido seria diferente, não seria possível comprimi-lo tão facilmente.
Lei de Pascal
Vamos estudar a transferência de pressão por líquidos e gases com a ajuda da experiência. Foi inventado pelo físico francês Blaise Pascal. Pegue uma esfera oca à qual um tubo de vidro está preso. Em diferentes partes da bola (superior, lateral, inferior) existem pequenos orifícios. Um pistão é colocado dentro do tubo. Este é um dispositivo especial para demonstrar a lei de Pascal.
Encha o balão pelo tubo com água para ver como ele se comporta. Embora a gravidade atue na bola de cima para baixo, gotas de água fluem dos buracos da bola em um ângulo, para o lado e até para cima. Claro, eles se desviam ligeiramente de sua direção original, porque a gravidade age sobre eles. Vemos que a pressão exercida sobre a água é transmitida em todas as direções.
Se em vez de água pegarmos fumaça e fizermos esse experimento, observaremos a transferência de pressão em um gás com nossos próprios olhos, pois a fumaça é um gás colorido com pequenas partículas de fuligem ou alcatrão. Devido ao fato de ser muito leve, não será tão afetado pela gravidade, não se desviará de sua posição original tanto quanto as correntes de água. Podemos concluir o seguinte: a pressão exercidaem um líquido ou gás, é transmitido, sem mudança de força, para qualquer ponto do líquido e do gás em todas as direções. Esta é a lei de Pascal para líquidos e gases. Fórmula: P=F/S onde P é a pressão. É igual à razão entre a força F e a área S, sobre a qual ela atua perpendicularmente.
