Закон Паскаля

Виды давления. Вакуум. Пьезометрический и гидростатический напоры

Рассмотрим закрытый сосуд с жидкостью, к которому в точке А присоединена стеклянная трубка, называемая открытым пьезометром. Если в сосуде на поверхности жидкости давления больше атмосферного, которое действует на поверхность жидкости, находящейся в трубке, то уровень ее в трубке будет выше, чем в сосуде.

Величина h от точки А до свободной поверхности жидкости в пьезометре называется пьезометрической высотой которая показывает величину избыточного давления(манометрического) в точке А. т. е..

На точке А действует абсолютное (полное) давление, которое со стороны сосуда слагается из давления на свободную поверхность и избыточного, а со стороны пьезометрической трубки — из атмосферного' (барометрического) и избыточного. Следовательно, можно записать: и, откуда

,тогда

Если на произвольной высоте взять горизонтальную плоскость сравнения О— О и обозначить через z координату точки А, то высоту поднятия воды в пьезометрической трубке относительно этой

плоскости называют пьезометрическим напором.

Для закрытого сосуда пьезометрический напор равен:

Здесь следует заметить, что для всего рассматриваемого объема жидкости пьезометрическая высота остается неизменной, т. е.

Очевидно, и пьезометрический напор во всех точках покоящийся жидкости одинаков, т. е.

Так как давление на поверхность жидкости в сосуде и сумма высот h и z одинаковы для всех точек жидкости, то

где - гидростатический напор.

Можно отметить, что для всех точек покоящейся жидкости уровни пьезометрических и гидростатических высот лежат соответственно в двух плоскостях и.

Если давление на свободной поверхности жидкости будет меньше атмосферного, то плоскость будет, ниже свободной поверхности на величину.

Абсолютное, атмосферное давление и вакуум можно связать уравнением. откуда

Вакуум — это недостаток давления в сосуде до атмосферного

Приложенное к внешней поверхности жидкости давление передается внутри жидкости всем точкам и по всем направлениям одинаково, без изменения.

Из закона Паскаля следует, что сила давления F на площадку А внутри жидкости пропорциональна величине этой площадки, т.е.

Рис. Схема гидравлического пресса

Примером может служить гидравлический пресс. Если к поршню 1 площадью, приложить силу, то под ним возникает гидростатическое давление, которое будет передаваться и под поршень 2, но так как его площадь, то возникает сила, равная, т.е..

Сила становиться больше силы во столько раз, во сколько площадь больше.

На этом принципе работают гидравлические домкраты автокранов, бульдозеров и многих других машин и механизмов.

Дата добавления: 2014-10-15