हवा का दबाव- वह बल जिससे वायु पृथ्वी की सतह पर दबाव डालती है। मिलीमीटर में मापा जाता है पारा स्तंभ, मिलीबार। औसतन, यह 1.033 ग्राम प्रति 1 सेमी 2 है।

पवनों के बनने का कारण वायुमंडलीय दाब में अंतर है। हवा अधिक दबाव वाले क्षेत्र से कम दबाव वाले क्षेत्र की ओर चलती है। वायुमंडलीय दबाव में अंतर जितना अधिक होगा, हवा उतनी ही तेज होगी। पृथ्वी पर वायुमंडलीय दबाव का वितरण विभिन्न अक्षांशों पर क्षोभमंडल में चलने वाली हवाओं की दिशा निर्धारित करता है।

यह तब बनता है जब जलवाष्प उसके ठंडे होने के कारण ऊपर उठती हुई वायु में संघनित हो जाता है।
. द्रव या ठोस अवस्था में पृथ्वी की सतह पर गिरने वाला जल अवक्षेपण कहलाता है।

वर्षा दो प्रकार की होती है:

बादलों से गिरना (बारिश, बर्फ, अनाज, ओले);
पृथ्वी की सतह (, ओस, तुषार) के पास बनता है।
अवक्षेपण को पानी की एक परत (मिमी में) द्वारा मापा जाता है, जो तब बनता है जब अवक्षेपित पानी बहता नहीं है और वाष्पित नहीं होता है। प्रति वर्ष औसतन 1130 मिमी पृथ्वी पर गिरता है। वर्षण।

वर्षा वितरण. वायुमंडलीय वर्षा पृथ्वी की सतह पर बहुत असमान रूप से वितरित की जाती है। कुछ क्षेत्र अधिक नमी से ग्रस्त हैं, अन्य इसकी कमी से। उत्तरी और दक्षिणी कटिबंधों के साथ स्थित प्रदेशों में विशेष रूप से कम वर्षा होती है, जहाँ हवा अधिक होती है और विशेष रूप से वर्षा की आवश्यकता होती है।

इस असमानता का मुख्य कारण वायुमंडलीय दाब पेटियों का स्थान है। तो, बेल्ट में भूमध्यरेखीय क्षेत्र में कम दबावलगातार गर्म हवा में बहुत अधिक नमी होती है, यह ऊपर उठती है, ठंडी होती है और संतृप्त हो जाती है। इसलिए, भूमध्यरेखीय क्षेत्र में बहुत सारे बादल बनते हैं, और भारी बारिश होती है। पृथ्वी की सतह के अन्य क्षेत्रों में भी बहुत अधिक वर्षा होती है जहाँ दबाव कम होता है।

बेल्ट में उच्च दबावअवरोही वायु धाराएँ प्रबल होती हैं। ठंडी हवा, अवरोही, में थोड़ी नमी होती है। नीचे उतारने पर यह सिकुड़ता है और गर्म होता है, जिसके कारण यह संतृप्ति बिंदु से दूर चला जाता है और सूख जाता है। इसलिए, उष्णकटिबंधीय और ध्रुवों के पास उच्च दबाव वाले क्षेत्रों में कम वर्षा होती है।

वर्षा की मात्रा से नमी वाले क्षेत्र के प्रावधान का न्याय करना अभी भी असंभव है। संभावित वाष्पीकरण - अस्थिरता को ध्यान में रखना आवश्यक है। यह सौर ताप की मात्रा पर निर्भर करता है: जितना अधिक होता है, उतनी ही अधिक नमी वाष्पित हो सकती है, यदि कोई हो। वाष्पीकरण बड़ा और वाष्पीकरण छोटा हो सकता है। उदाहरण के लिए, अस्थिरता (किसी दिए गए तापमान पर कितनी नमी वाष्पित हो सकती है) 4500 मिमी/वर्ष है, और वाष्पीकरण (वास्तव में कितना वाष्पित हो जाता है) केवल 100 मिमी/वर्ष है। वाष्पीकरण और वाष्पीकरण के अनुपात के अनुसार, क्षेत्र की नमी को आंका जाता है। नमी सामग्री का निर्धारण करने के लिए नमी गुणांक का उपयोग किया जाता है। नमी गुणांक - अनुपात वार्षिक राशिसमय की एक ही अवधि में वाष्पीकरण के लिए वर्षा। इसे प्रतिशत के रूप में अंश के रूप में व्यक्त किया जाता है। यदि गुणांक 1 के बराबर है - पर्याप्त नमी, यदि 1 से कम है, तो नमी अपर्याप्त है, और यदि 1 से अधिक है, तो नमी अत्यधिक है। नमी की डिग्री के अनुसार, गीले (आर्द्र) और शुष्क (शुष्क) क्षेत्रों को प्रतिष्ठित किया जाता है।

कार्य

निपटान और ग्राफिक कार्य करने के लिए

विषय "हाइड्रोलिक्स"

विषय: हीड्रास्टाटिक्स

सेवेरॉद्वीन्स्क

मुख्य सैद्धांतिक प्रावधान

हाइड्रोलिक्स,या तकनीकी द्रव यांत्रिकी तरल पदार्थों के संतुलन और गति के नियमों का विज्ञान है, जिस तरह से इन कानूनों को व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए लागू किया जाता है;

तरलएक पदार्थ कहा जाता है जो एकत्रीकरण की ऐसी स्थिति में होता है, जो एक ठोस अवस्था (बहुत कम संपीड्यता) और एक गैसीय अवस्था (तरलता) की विशेषताओं को जोड़ता है। कुछ सीमाओं के भीतर तरल पदार्थ छोड़ने के संतुलन और गति के नियम गैसों पर भी लागू हो सकते हैं।

एक तरल पर उसके द्रव्यमान (आयतन) पर वितरित बलों द्वारा कार्य किया जा सकता है, जिसे कहा जाता है बड़ा, और सतह पर, कहा जाता है सतही. पूर्व में गुरुत्वाकर्षण और जड़ता की ताकतें शामिल हैं, बाद वाले - दबाव और घर्षण की ताकतें।

दबाव सेक्षेत्र के सतह पर सामान्य बल का अनुपात है। समान वितरण के साथ

अपरूपण तनावक्षेत्र के लिए सतह पर स्पर्शरेखा घर्षण बल का अनुपात है:

अगर दबाव आरपूर्ण शून्य से गिना जाता है, तो इसे पूर्ण (आर एब्स) कहा जाता है, और यदि सशर्त शून्य से (यानी, वायुमंडलीय दबाव की तुलना में) आर ए,वह अनावश्यक(आर izb):

यदि आर एब्स< Р а, то имеется खालीपन,जिसका मूल्य:

आर वाक = आर ए - आर एब्स

द्रव का मुख्य भौतिक गुण है घनत्वρ (kg / m 3), एक सजातीय तरल के लिए उसके द्रव्यमान के अनुपात से निर्धारित होता है एममात्रा के लिए वी:

घनत्व ताजा पानीतापमान पर Т = 4°С ρ = = 1000 किग्रा/मी 3 । हाइड्रोलिक्स में, अवधारणा का भी अक्सर उपयोग किया जाता है विशिष्ट गुरुत्व γ(एन / एम 3), यानी वजन जीतरल मात्रा इकाइयां:

घनत्व और विशिष्ट गुरुत्वद्वारा एक दूसरे से संबंधित हैं:

कहाँ जी- गुरुत्वाकर्षण का त्वरण।

ताजे पानी के लिए γ पानी \u003d 9810 एन / एम 3

हाइड्रोलिक गणनाओं में उपयोग किए जाने वाले तरल पदार्थों के सबसे महत्वपूर्ण भौतिक पैरामीटर संपीड्यता हैं, थर्मल विस्तार, चिपचिपापन और अस्थिरता।

दबावतरल पदार्थ की विशेषता थोक लोच के मापांक से होती है को,सामान्यीकृत हुक के कानून में शामिल:

कहाँ डीवी- तरल की मात्रा में वृद्धि (इस मामले में, कमी)। वी,Δр पर दबाव बढ़ने के कारण। उदाहरण के लिए, पानी के पानी के लिए ≈2। 10 3 एमपीए।

थर्मल विस्तारसंगत गुणांक द्वारा निर्धारित किया जाता है, मात्रा में सापेक्ष परिवर्तन के बराबर, जब तापमान 1 ° C से बदलता है:

श्यानताकतरनी का विरोध करने के लिए तरल पदार्थ की क्षमता है। भेद गतिशील (μ) और कीनेमेटिक (ν) चिपचिपाहट। पहला न्यूटन के द्रव घर्षण के नियम में प्रवेश करता है, जो अनुप्रस्थ वेग प्रवणता के संदर्भ में कतरनी तनाव τ को व्यक्त करता है डीवी/डीटी:

कीनेमेटीक्स चिपचिपापनके साथ जुड़े गतिशीलअनुपात

कीनेमेटिक चिपचिपाहट की इकाई एम 2 / एस है।

वाष्पीकरणतरल पदार्थ तापमान के एक समारोह के रूप में संतृप्त वाष्प दबाव की विशेषता है।

संतृप्त वाष्प दबाववह पूर्ण दाब है जिस पर दिए गए तापमान पर द्रव उबलता है। इसलिए, न्यूनतम निरपेक्ष दबाव जिस पर कोई पदार्थ तरल अवस्था में होता है, संतृप्त वाष्प दबाव के बराबर होता है आरएन.पी. .

कुछ तरल पदार्थों के मुख्य पैरामीटर, उनकी SI इकाइयाँ और अस्थायी रूप से उपयोग के लिए अनुमत ऑफ-सिस्टम इकाइयाँ परिशिष्ट 1 ... 3 में दी गई हैं।

हीड्रास्टाटिक्स

स्थिर द्रव में दाब कहलाता है द्रवस्थैतिकऔर निम्नलिखित दो गुण हैं:

तरल की बाहरी सतह पर, यह हमेशा तरल के आयतन के अंदर सामान्य की ओर निर्देशित होता है;

तरल के अंदर किसी भी बिंदु पर, यह सभी दिशाओं में समान होता है, अर्थात यह उस प्लेटफॉर्म के झुकाव के कोण पर निर्भर नहीं करता है जिसके साथ यह कार्य करता है।

द्रवस्थैतिक दाब व्यक्त करने वाला समीकरण आरकिसी स्थिर द्रव के किसी भी बिंदु पर जब शरीर के बलों में से केवल एक गुरुत्वाकर्षण बल उस पर कार्य करता है, तो उसे हाइड्रोस्टैटिक्स का मूल समीकरण कहा जाता है:

कहाँ p0- तरल स्तर की किसी भी सतह पर दबाव, उदाहरण के लिए, मुक्त सतह पर; एच- माने गए बिंदु की गहराई, दबाव पी 0 के साथ सतह से गिना जाता है।

ऐसे मामलों में जहां विचाराधीन बिंदु दबाव पी 0 के साथ सतह के ऊपर स्थित है, सूत्र (1.1) में दूसरा शब्द नकारात्मक है।

इसी समीकरण (1.1) को लिखने का दूसरा रूप है

(1.2)

कहाँ जेडऔर z 0 - एक मनमाना बिंदु और मुक्त सतह के ऊर्ध्वाधर निर्देशांक, से गिना जाता है क्षैतिज समक्षेत्रऊपर; पी/(पीजी)- पीजोमेट्रिक ऊंचाई।

हाइड्रोस्टेटिक दबाव सशर्त रूप से तरल स्तंभ की ऊंचाई से व्यक्त किया जा सकता है पी/ρजी।

हाइड्रोटेक्निकल अभ्यास में, बाहरी दबाव अक्सर वायुमंडलीय के बराबर होता है: पी 0 \u003d पी पर

दबाव मान पी \u003d 1 किग्रा / सेमी 2 \u003d 9.81 पर। 10 4 एन / एम जीबुलाया तकनीकी माहौल.

एक तकनीकी वातावरण के बराबर का दबाव 10 मीटर ऊँचे पानी के एक स्तंभ के दबाव के बराबर होता है , अर्थात।

समीकरण (1.1) द्वारा निर्धारित द्रवस्थैतिक दाब कहलाता है पूर्ण या पूर्ण दबाव. आगे हम इस दबाव को निरूपित करेंगे पी पेट या पी '।आमतौर पर, हाइड्रोलिक इंजीनियरिंग गणना में, वे कुल दबाव में रुचि नहीं रखते हैं, लेकिन कुल दबाव और वायुमंडलीय के बीच के अंतर में, यानी तथाकथित अनुमान दबाब

निम्नलिखित में, हम अंकन रखते हैं आरगेज दबाव के लिए।

चित्र 1.1

शर्तों का योग मूल्य देता है कुल हीड्रास्टाटिक सिर

योग - हीड्रास्टाटिक सिर व्यक्त करता है एचवायुमंडलीय दबाव के बिना पी / ρg पर,अर्थात।

अंजीर पर। 1.1 कुल हाइड्रोस्टैटिक हेड के विमान और हाइड्रोस्टैटिक हेड के विमान को उस स्थिति के लिए दिखाया गया है जब मुक्त सतह वायुमंडलीय दबाव पी 0 = पी पर है।

परिमाण और दिशा का ग्राफिक प्रतिनिधित्व हीड्रास्टाटिक दबाव, सतह के किसी भी बिंदु पर कार्य करना, हाइड्रोस्टेटिक दबाव आरेख कहलाता है। एक आरेख बनाने के लिए, सतह पर सामान्य माने जाने वाले बिंदु के लिए हाइड्रोस्टेटिक दबाव के मान को प्लॉट करना आवश्यक है, जिस पर यह कार्य करता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, एक सपाट झुकाव वाली ढाल पर गेज दबाव का आरेख अब(चित्र 1.2, क) एक त्रिभुज को निरूपित करेगा एबीसी,और कुल हाइड्रोस्टेटिक दबाव का आरेख एक समलंब है ए बी सी डी"(चित्र। 1.2, बी)।

चित्र 1.2

अंजीर में आरेख के प्रत्येक खंड। 1.2, ए (उदाहरण के लिए ठीक है)बिंदु पर गेज दबाव प्रदर्शित करेगा को,अर्थात। पीके = ρghK ,और अंजीर में। 1.2,बी - कुल हाइड्रोस्टेटिक दबाव

एक सपाट दीवार पर द्रव के दबाव का बल हीड्रास्टाटिक दबाव के उत्पाद के बराबर होता है ρ के साथदीवार क्षेत्र एस द्वारा दीवार क्षेत्र के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र में, यानी।

दबाव का केंद्र(बल के आवेदन का बिंदु एफ)क्षेत्र के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के नीचे स्थित है या क्षैतिज दीवार के मामले में उत्तरार्द्ध के साथ मेल खाता है।

तरल की मुक्त सतह के साथ दीवार के विमान के चौराहे की रेखा के सामान्य की दिशा में क्षेत्र के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र और दबाव के केंद्र के बीच की दूरी है

जहाँ J 0 क्षेत्र के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र से गुजरने वाली धुरी के सापेक्ष दीवार क्षेत्र की जड़ता का क्षण है और मुक्त सतह के साथ दीवार के विमान के चौराहे की रेखा के समानांतर है: हम- क्षेत्र के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र का समन्वय।

घुमावदार दीवार पर द्रव दबाव का बल, लंबवत विमान के संबंध में सममित, क्षैतिज का योग है एफ जीऔर लंबवत अमेरिकन प्लानअवयव:

क्षैतिज घटक एफ जीदी गई दीवार के ऊर्ध्वाधर प्रक्षेपण पर द्रव दबाव बल के बराबर:

लंबवत घटक अमेरिकन प्लानमात्रा में तरल के वजन के बराबर वी,इस दीवार के बीच, तरल की मुक्त सतह और दीवार के समोच्च के साथ खींची गई ऊर्ध्वाधर प्रोजेक्टिंग सतह।

अगर उच्च्दाबाव पी 0तरल की मुक्त सतह पर शून्य से भिन्न होता है, तो गणना में इस सतह को मानसिक रूप से ऊंचाई (पीज़ोमेट्रिक ऊंचाई) तक उठाया जाना चाहिए (या कम किया जाना चाहिए) पी 0 /(ρg)

निकायों का तैरना और उनकी स्थिरता।शरीर की तैरती स्थिति समानता द्वारा व्यक्त की जाती है

जी=पी (1.6)

कहाँ जी- शरीर का वजन;

आर- इसमें डूबे पिंड पर द्रव के दबाव का परिणामी बल - आर्किमिडीयन बल.

ताकत आरसूत्र द्वारा ज्ञात किया जा सकता है

पी = ρgW (1.7)

कहाँ ρg- तरल का विशिष्ट गुरुत्व;

डब्ल्यू- शरीर द्वारा विस्थापित द्रव की मात्रा, या विस्थापन।

ताकत आरऊपर की ओर निर्देशित और विस्थापन के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र से होकर गुजरता है।

प्रारूपशरीर परगीली सतह के सबसे निचले बिंदु (चित्र। 1.3, ए) के विसर्जन की गहराई कहा जाता है। नेविगेशन की धुरी के नीचे गुरुत्वाकर्षण के केंद्र से गुजरने वाली रेखा को समझें साथऔर विस्थापन केंद्र डी,संतुलन की स्थिति में शरीर की सामान्य स्थिति के अनुरूप / (चित्र। 1.3, ए )-

जलरेखातरल की मुक्त सतह (चित्र। 1.3, बी) के साथ एक तैरते हुए शरीर की सतह के चौराहे की रेखा कहा जाता है। तैरने वाला विमान एबीईएफतरल की मुक्त सतह द्वारा शरीर के चौराहे से प्राप्त विमान कहा जाता है, या, अन्यथा, जलरेखा से घिरा हुआ विमान।

चित्र 1.3

नेविगेशन शर्तों (1.5) को पूरा करने के अलावा, शरीर (जहाज, बजरा, आदि) को स्थिरता की स्थिति को पूरा करना चाहिए। एक तैरता हुआ पिंड स्थिर होगा, अगर झुकते समय, भार बल जीऔर आर्किमिडीज़ बल आरएक ऐसा क्षण बनाएं जो रोल को नष्ट कर दे और शरीर को उसकी मूल स्थिति में लौटा दे।

चित्र 1.4

शरीर के सतह नेविगेशन के दौरान (चित्र। 1.4), एड़ी के छोटे कोणों पर विस्थापन का केंद्र (α<15°) перемещается по некоторой дуге, проведенной из точки пересечения линии действия силы आरनेविगेशन की धुरी के साथ। इस बिंदु को मेटासेंटर कहा जाता है (चित्र 1.4 में, बिंदु एम)।भविष्य में, हम केवल एड़ी के छोटे कोणों पर शरीर के सतही नेविगेशन के लिए स्थिरता की स्थितियों पर विचार करेंगे।

यदि शरीर के गुरुत्वाकर्षण का केंद्र सी विस्थापन के केंद्र के नीचे स्थित है, तो नेविगेशन बिना शर्त स्थिर होगा (चित्र 1.4, ए)।

यदि शरीर का गुरुत्वाकर्षण केंद्र C विस्थापन के केंद्र के ऊपर स्थित है डी,तब तैरना तभी स्थिर होगा जब निम्न स्थिति पूरी होगी (चित्र 1-9, ख):

कहाँ ρ - मेटासेंट्रिक त्रिज्या, यानी विस्थापन के केंद्र और मेटासेंटर के बीच की दूरी

δ - शरीर सी के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र और विस्थापन के केंद्र के बीच की दूरी डी।मेटाकेंट्रिक त्रिज्या ρ सूत्र द्वारा पाया जाता है:

जहाँ J 0 अनुदैर्ध्य अक्ष (चित्र 1-8.6) के सापेक्ष जलरेखा से घिरे नेविगेशन विमान या क्षेत्र की जड़ता का क्षण है;

डब्ल्यू- विस्थापन।

यदि पिंड का गुरुत्वाकर्षण केंद्र C विस्थापन के केंद्र और मेटासेंटर के ऊपर स्थित है, तो पिंड अस्थिर है; बलों की उभरती हुई जोड़ी जीऔर आररोल बढ़ाने का प्रयास करता है (चित्र 1.4, वी).

समस्याओं के समाधान के लिए निर्देश

हाइड्रोस्टैटिक्स में समस्याओं को हल करते समय, सबसे पहले, अच्छी तरह से महारत हासिल करना और दबाव जैसी अवधारणाओं को भ्रमित नहीं करना आवश्यक है आरऔर ताकत एफ।

स्थिर द्रव के किसी विशेष बिंदु पर दबाव निर्धारित करने के लिए समस्याओं को हल करते समय, व्यक्ति को हाइड्रोस्टैटिक्स (1.1) के मूल समीकरण का उपयोग करना चाहिए। इस समीकरण को लागू करते समय, आपको यह ध्यान रखना होगा कि इस समीकरण के दाईं ओर दूसरा पद सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है। जाहिर है, जैसे-जैसे गहराई बढ़ती है, दबाव बढ़ता जाता है और जैसे-जैसे यह बढ़ता है, यह घटता जाता है।

निरपेक्ष दबाव, गेज दबाव और वैक्यूम के बीच दृढ़ता से अंतर करना आवश्यक है, और दबाव, विशिष्ट गुरुत्व और इस दबाव (पीज़ोमेट्रिक ऊंचाई) के अनुरूप ऊंचाई के बीच संबंध जानना अनिवार्य है।

उन समस्याओं को हल करते समय जिनमें पिस्टन या पिस्टन सिस्टम दिए गए हैं, एक समतोल समीकरण लिखा जाना चाहिए, यानी पिस्टन (पिस्टन सिस्टम) पर कार्यरत सभी बलों का योग शून्य के बराबर होना चाहिए।

समस्या का समाधान SI इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में किया जाना चाहिए।

समस्या का समाधान आवश्यक स्पष्टीकरण, चित्र (यदि आवश्यक हो), प्रारंभिक मूल्यों की गणना (कॉलम "दिया गया"), एसआई प्रणाली में इकाइयों के रूपांतरण के साथ होना चाहिए।

हाइड्रोस्टैटिक्स में समस्याओं को हल करने के उदाहरण

कार्य 1।पानी से भरे बर्तन के तल पर कुल हाइड्रोस्टेटिक दबाव का निर्धारण करें। बर्तन शीर्ष पर खुला है, मुक्त सतह पर दबाव वायुमंडलीय है। बर्तन में पानी की गहराई एच = 0,60 एम।

समाधान:

इस मामले में, हमारे पास р 0 =р पर है और इसलिए हम सूत्र (1.1) को फॉर्म में लागू करते हैं

पी "= 9.81.10 4 +9810। 0.6 = 103986 पा

उत्तर p'=103986 Pa

कार्य 2।बंद बर्तन में तरल के स्तर से ऊपर पीजोमीटर में पानी के स्तंभ की ऊंचाई निर्धारित करें। बर्तन में पानी पूर्ण दबाव पी "1 = 1.06 के तहत है पर(समस्या 2 के लिए ड्राइंग)।

समाधान.

आइए हम एक सामान्य बिंदु के लिए संतुलन शर्तों की रचना करें ए(तस्वीर देखने ). बिंदु दबाव एबाएं:

दबाव सही:

समीकरणों के सही हिस्सों की बराबरी करना और γg से घटाना, हमें मिलता है:

संकेतित समीकरण किसी भी क्षैतिज तल में स्थित बिंदुओं के लिए संतुलन की स्थिति बनाकर भी प्राप्त किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, विमान में ऊ(तस्वीर देखने)। आइए पीजोमीटर संदर्भ पैमाने की शुरुआत के रूप में विमान को लें ऊऔर परिणामी समीकरण से हमें पीज़ोमीटर में पानी के स्तंभ की ऊँचाई का पता चलता है एच।

ऊंचाई एचके बराबर है:

=0.6 मीटर

एक पीजोमीटर एक तरल स्तंभ की ऊंचाई के रूप में व्यक्त गेज दबाव के परिमाण को मापता है।

उत्तर: एच = 0.6 मीटर

कार्य 3।वैक्यूम गेज में पानी जिस ऊंचाई तक बढ़ता है, उसका निर्धारण करें, यदि सिलेंडर के अंदर पूर्ण वायु दाब p ' \u003d 0.95 में पर(चित्र 1-11)। निर्वात गेज द्वारा किस दबाव को मापा जाता है, इसका निरूपण करें।

समाधान:

आइए हम क्षैतिज तल O-O के सापेक्ष संतुलन की स्थिति की रचना करें:

हीड्रास्टाटिक दबाव अंदर से अभिनय:

विमान में हीड्रास्टाटिक दबाव के बारे में-के बारे में,बाहर से संचालन

चूंकि प्रणाली संतुलन में है,

कार्य 4।एक बिंदु पर गेज दबाव का निर्धारण करें एपाइप लाइन, यदि पीजोमीटर एच 2 \u003d 25 सेमी के अनुसार पारा स्तंभ की ऊंचाई पाइपलाइन का केंद्र पानी और पारा (कार्य के लिए आंकड़ा) के बीच विभाजन रेखा के नीचे एच 1 \u003d 40 सेमी स्थित है।

समाधान:बिंदु B पर दबाव ज्ञात कीजिए: पी "बी \u003d पी" ए-γ एच1,डॉट के बाद से मेंबिंदु के ऊपर स्थित है एराशि से h1.बिंदु C पर, दबाव बिंदु के समान ही होगा में,पानी के स्तंभ के दबाव के बाद से एचपरस्पर संतुलित, अर्थात्।

इसलिए गेज दबाव:

संख्यात्मक मानों को प्रतिस्थापित करना , हम पाते हैं:

पी "ए -पी एटीएम=37278 देहात

उत्तर: आर "ए-आर एटीएम=37278 देहात

कार्य

कार्य 1.1।गैसोलीन से भरा एक कनस्तर और बिना हवा के धूप में 50 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गरम किया जाता है। कैन के अंदर गैसोलीन का दबाव कितना बढ़ जाएगा यदि यह बिल्कुल कठोर होता? गैसोलीन का प्रारंभिक तापमान 20 0 С है। गैसोलीन का वॉल्यूमेट्रिक लोच मापांक K = 1300 MPa, थर्मल विस्तार गुणांक β = 8 माना जाता है। 10 -4 1/डिग्री।

कार्य 1.2।समुद्र के पानी का घनत्व ρ=1030 किग्रा/मीटर 3 मानते हुए और इसे असंपीड्य मानकर समुद्र के तल पर अधिक दबाव का निर्धारण करें, जिसकी गहराई h=10 किमी है। संपीड्यता को ध्यान में रखते हुए और बल्क मापांक K = 2 मानकर समान गहराई पर पानी का घनत्व निर्धारित करें। 10 3 एमपीए।

कार्य 1.3।दाब परिवर्तन का नियम ज्ञात कीजिए आरवायुमंडलीय हवा की ऊंचाई z , दबाव इज़ोटेर्मल पर इसके घनत्व की निर्भरता को देखते हुए। वास्तव में, z = 11 किमी की ऊँचाई तक, हवा का तापमान एक रेखीय नियम के अनुसार गिरता है, अर्थात टी = टी 0 -β जेड,जहां β = 6.5 डिग्री/किमी. निर्भरता को परिभाषित कीजिए पी = एफ (जेड)ऊंचाई के साथ हवा के तापमान में वास्तविक परिवर्तन को ध्यान में रखते हुए।

कार्य 1.4।पाइप में अतिरिक्त पानी के दबाव का निर्धारण करें में,यदि प्रेशर गेज की रीडिंग p m = 0.025 MPa है। कनेक्टिंग ट्यूब पानी और हवा से भरी हुई है, जैसा कि आरेख में दिखाया गया है, एच 1 = 0.5 मीटर के साथ; एच 2 \u003d 3 मीटर।

यदि पाइप में एक ही दबाव पर, पूरी कनेक्टिंग ट्यूब को पानी से भर दिया जाए (नल K के माध्यम से हवा छोड़ी जाती है) तो प्रेशर गेज की रीडिंग कैसे बदलेगी? ऊँचाई एच 3 \u003d 5 मीटर।

टास्क 1.5।यू-ट्यूब में पानी और पेट्रोल भरा हुआ है। गैसोलीन का घनत्व निर्धारित करें यदि h b = 500 मिमी; एच में = = 350 मिमी। केशिका प्रभाव पर ध्यान नहीं दिया जाता है।

समस्या 1.6।पानी और गैसोलीन को व्यास D = 2 मीटर के स्तर H = 1.5 मीटर के साथ एक बेलनाकार टैंक में डाला जाता है। पीज़ोमीटर में जल स्तर गैसोलीन स्तर से h = 300 मिमी कम है। टैंक में स्प्रिंगिंग गैसोलीन का निर्धारण करें यदि ρ b \u003d 700 किग्रा / मी 3।

समस्या 1.7।बर्तन में पूर्ण वायु दाब निर्धारित करें, यदि पारा उपकरण का संकेत h = 368 मिमी, ऊँचाई H = 1 m है। पारे का घनत्व ρ = 13600 किग्रा / मी 3 है। वायुमंडलीय दबाव 736 मिमी एचजी। कला।

समस्या 1.8।पारा के साथ दो यू-आकार के ट्यूबों से बने दबाव गेज के अनुसार दबाव टैंक में हवा का अधिक दबाव p0 निर्धारित करें। कनेक्टिंग पाइप पानी से भरे हुए हैं। स्तर के निशान मीटर में दिए गए हैं। कितनी ऊंचाई एचउसी दबाव को मापने के लिए एक पीजोमीटर होना चाहिए p 0 पारे का घनत्व ρ = 13600 किग्रा / मी 3।

समस्या 1.9।निम्नलिखित दो मामलों में डी = एल एम के व्यास के साथ मैनहोल कवर पर तरल (पानी) का दबाव बल निर्धारित करें:

1) प्रेशर गेज रीडिंग p m = 0.08 MPa; एच 0 \u003d 1.5 मीटर;

2) एक पारा वैक्यूम गेज का संकेत एच= 73.5 मिमी पर ए = 1 मी; ρrt \u003d 13600 किग्रा / मी 3; एच 0 \u003d 1.5 मीटर।

समस्या 1.10।भार की क्रिया के तहत, तरल की लोच के वॉल्यूमेट्रिक मापांक का निर्धारण करें ए 250 किग्रा के द्रव्यमान के साथ, पिस्टन ने Δh = 5 मिमी की दूरी तय की। पिस्टन स्थिति की प्रारंभिक ऊंचाई (लोड के बिना) एच = 1.5 मीटर, पिस्टन व्यास डी = 80मिमी एन टैंक डी = 300 मिमी, टैंक की ऊंचाई एच = 1.3 मीटर पिस्टन के वजन पर ध्यान न दें। जलाशय बिल्कुल कठोर माना जाता है।

समस्या 1.11।पानी (जकड़न परीक्षण) के साथ भूमिगत पाइपलाइन पर दबाव डालने के लिए एक मैनुअल पिस्टन पंप का उपयोग किया जाता है। पानी की मात्रा निर्धारित करें (लोच का मापांक को= 2000 एमपीए), जिसे 0 से 1.0 एमपीए तक अतिरिक्त दबाव बढ़ाने के लिए पाइपलाइन में पंप किया जाना चाहिए। विचार करें कि पाइपलाइन बिल्कुल कठोर है। पाइपलाइन आयाम: लंबाई एल = 500 मीटर, व्यास डी = 100 मिमी। यदि पंप पिस्टन का व्यास d n = 40 मिमी है, और लीवर तंत्र की भुजाओं का अनुपात है, तो ऐंठन के अंतिम क्षण में पंप के हैंडल पर बल क्या है एसी= 5?

कार्य 1.12. टैंक में पूर्ण वायु दाब का निर्धारण करें पी 1,यदि वायुमंडलीय दबाव h a \u003d 760 मिमी Hg के अनुरूप हो। कला।, पारा वैक्यूम गेज एच आरटी = = 0.2 मीटर, ऊंचाई एच = 1.5 मीटर का संकेत वसंत वैक्यूम गेज का संकेत क्या है? पारा घनत्व ρ=13600 किग्रा/मी 3 .

कार्य 1.13. जब पाइपलाइन वाल्व बंद हो जाता है कोएच = 5 मीटर की गहराई पर दफन टैंक में पूर्ण दबाव निर्धारित करें, अगर एच = 1.7 मीटर की ऊंचाई पर स्थापित वैक्यूम गेज का पढ़ना पी वैक = 0.02 एमपीए है। वायुमंडलीय दबाव पी = 740 मिमी एचजी से मेल खाता है। कला। गैसोलीन का घनत्व ρ b \u003d 700 किग्रा / मी 3।

समस्या 1.14।दाब ज्ञात कीजिए पी '1यदि पीजोमीटर की रीडिंग h = 0.4 है एम।दबाव नापने का यंत्र क्या है?

समस्या 1.15।निर्वात को परिभाषित कीजिए आर वैकऔर सिलेंडर के अंदर पूर्ण दबाव नत्थी करना(अंजीर। 1-11) अगर गेज रीडिंग एच = 0.7 मीटर एक्यू। कला।

1) सिलेंडर में और बाईं ट्यूब में - पानी , और दाहिनी नली में - पारा (ρ = 13600 किग्रा / मी 3 );

2) सिलेंडर और बाईं ट्यूब में - हवा , और दाहिनी नली में - पानी।

निर्धारित करें कि दूसरे मामले में गणना किए गए गेज दबाव से ट्यूब में वायु स्तंभ का दबाव कितना प्रतिशत है?

किसी समस्या को हल करते समय, लें एच 1 = 70 सेमी, एच 2 = = 50 सेमी।

समस्या 1.17।पारा स्तंभ h 2 की ऊंचाई क्या होगी (चित्र। समस्या 1.16), यदि सिलेंडर में तेल का गेज दबाव और पी ए \u003d 0.5 पर,और तेल स्तंभ की ऊंचाई (ρ=800 किग्रा/मी 3) एच 1 =55 सेमी?

समस्या 1.18।पारा स्तंभ की ऊंचाई ज्ञात कीजिए एच 2, (आंकड़ा) यदि पाइपलाइन के केंद्र का स्थान एचित्र में दिखाए गए की तुलना में वृद्धि होगी और बन जाएगी एच 1 = 40 सेमीपानी और पारा के बीच विभाजन रेखा के ऊपर। पाइप में गेज प्रेशर 37 278 Pa लें .

समस्या 1.19।निर्धारित करें कि कितना ऊंचा है जेडपीजोमीटर में पारे का स्तर पाइप में गेज दबाव पर स्थापित किया जाएगा आर ए \u003d 39240 पाऔर पढ़ना एच = 24 सेमीप्रणाली संतुलन में है (आंकड़ा देखें)।

समस्या 1.20।निम्नलिखित आयामों वाले बीम का विशिष्ट गुरुत्व निर्धारित करें: चौड़ाई बी = 30 सेमी, ऊंचाई एच = 20 सेमीऔर लंबाई एल = 100 सेमीअगर इसकी तलछट वाई = 16 सेमी

समस्या 1.21।ग्रेनाइट का एक टुकड़ा हवा में 14.72 N और 0.8 के सापेक्ष विशिष्ट गुरुत्व वाले तरल में 10.01 N वजन का होता है। ग्रेनाइट के एक टुकड़े का आयतन, उसका घनत्व और विशिष्ट गुरुत्व निर्धारित करें।

कार्य 1.22 5.0 x 0.30 मीटर और 0.30 मीटर ऊँची एक लकड़ी की पट्टी को पानी में उतारा गया। यदि बीम का सापेक्ष भार 0.7 है तो यह किस गहराई तक डूबेगा? निर्धारित करें कि कितने लोग बीम पर खड़े हो सकते हैं ताकि बीम की ऊपरी सतह पानी की मुक्त सतह के साथ बह जाए, यह मानते हुए कि प्रत्येक व्यक्ति का औसत द्रव्यमान 67.5 किलोग्राम है।

कार्य 1.23रेत से लदे 60 मीटर लंबे, 8 मीटर चौड़े, 3.5 मीटर ऊंचे एक आयताकार धातु के बजरे का वजन 14126 kN है। बजरे के मसौदे का निर्धारण करें। रेत V p की कितनी मात्रा उतारी जानी चाहिए ताकि गीली रेत के सापेक्ष विशिष्ट गुरुत्व 2.0 होने पर बजरा विसर्जन की गहराई 1.2 मीटर हो?

समस्या 1.24।पनडुब्बी का विस्थापन 600 मीटर 3 है। नाव को डुबाने के लिए, डिब्बों में 80 मीटर 3 की मात्रा में समुद्र का पानी भरा गया था। समुद्री जल का आपेक्षिक विशिष्ट गुरुत्व 1.025 है। निर्धारित करें: नाव के आयतन का कितना हिस्सा (प्रतिशत में) पानी में डूब जाएगा यदि पनडुब्बी से सारा पानी निकाल दिया जाए और वह तैर जाए; पानी के बिना पनडुब्बी का वजन कितना होता है?

कपड़े को सुई से छेदा जा सकता है, लेकिन पेंसिल से नहीं (यदि आप समान बल लगाते हैं)। पेंसिल और सुई के अलग-अलग आकार होते हैं और इसलिए ऊतक पर असमान दबाव डालते हैं। दबाव सर्वव्यापी है। यह तंत्र को सक्रिय करता है (लेख "" देखें)। इसका प्रभाव पड़ता है । संपर्क में आने वाली सतहों पर दबाव डालें। वायुमंडलीय दबाव मौसम को प्रभावित करता है।वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए एक उपकरण -।

दबाव क्या है

जब कोई पिंड अपनी सतह के लंबवत कार्य कर रहा होता है, तो पिंड दबाव में होता है। दबाव इस बात पर निर्भर करता है कि बल कितना बड़ा है और उस सतह के क्षेत्रफल पर जिस पर बल कार्य कर रहा है। उदाहरण के लिए, यदि आप सामान्य जूतों में बर्फ में जाते हैं, तो आप असफल हो सकते हैं; अगर हम स्की लगाएंगे तो ऐसा नहीं होगा। शरीर का वजन समान है, लेकिन दूसरे मामले में दबाव एक बड़ी सतह पर वितरित किया जाता है। सतह जितनी बड़ी होगी, दबाव उतना ही कम होगा। हिरन के चौड़े खुर होते हैं - आखिरकार, वह बर्फ पर चलता है, और बर्फ पर खुर का दबाव जितना संभव हो उतना कम होना चाहिए। यदि चाकू तेज है, तो एक छोटे से क्षेत्र की सतह पर बल लगाया जाता है। एक सुस्त चाकू एक बड़ी सतह पर बल वितरित करता है, और इसलिए खराब हो जाता है। दाब की इकाई - पास्कल(Pa) - फ्रांसीसी वैज्ञानिक ब्लेज़ पास्कल (1623 - 1662) के नाम पर, जिन्होंने वायुमंडलीय दबाव के क्षेत्र में कई खोज की।

तरल पदार्थ और गैसों का दबाव

तरल पदार्थ और गैसें जिस बर्तन में होती हैं उसी का आकार ले लेती हैं। ठोस पदार्थों के विपरीत, तरल पदार्थ और गैस बर्तन की सभी दीवारों पर दबते हैं। तरल पदार्थ और गैसों का दबाव सभी दिशाओं में निर्देशित होता है। न केवल तल पर, बल्कि मछलीघर की दीवारों पर भी दबाता है। एक्वेरियम ही नीचे धकेलता है। सॉकर बॉल पर सभी दिशाओं में अंदर से दबाता है, और इसलिए गेंद गोल होती है।

हाइड्रोलिक तंत्र

हाइड्रोलिक तंत्र की क्रिया द्रव के दबाव पर आधारित होती है। तरल संकुचित नहीं होता है, इसलिए यदि आप उस पर बल लगाते हैं, तो वह हिलने के लिए मजबूर हो जाएगा। और ब्रेक हाइड्रोलिक सिद्धांत पर काम करते हैं। ब्रेक फ्लुइड प्रेशर की मदद से ट्रैक की गति को कम किया जाता है। चालक पैडल दबाता है, पिस्टन सिलेंडर के माध्यम से ब्रेक द्रव को पंप करता है, फिर यह ट्यूब के माध्यम से अन्य दो सिलेंडरों में प्रवेश करता है और पिस्टन पर दबाव डालता है। पिस्टन व्हील डिस्क के खिलाफ ब्रेक पैड दबाते हैं। परिणामी पहिया के घूर्णन को धीमा कर देता है।

वायवीय तंत्र

वायवीय तंत्र गैसों के दबाव के कारण काम करते हैं - आमतौर पर वायु। तरल पदार्थों के विपरीत, हवा को संकुचित किया जा सकता है और फिर इसका दबाव बढ़ जाता है। एक जैकहैमर की क्रिया इस तथ्य पर आधारित होती है कि पिस्टन अपने अंदर की हवा को बहुत अधिक दबाव में संपीड़ित करता है। एक जैकहैमर में, संपीड़ित हवा कटर पर इतनी ताकत से दबाती है कि पत्थर भी ड्रिल किया जा सकता है।

एक फोम आग बुझाने वाला यंत्र एक वायवीय उपकरण है जो संपीड़ित कार्बन डाइऑक्साइड द्वारा संचालित होता है। हैंडल को निचोड़कर, आप कनस्तर में संपीड़ित कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं। बड़ी ताकत के साथ गैस एक विशेष समाधान पर दबाती है, इसे ट्यूब और नली में विस्थापित करती है। नली से पानी और झाग की धारा निकलती है।

वातावरण का दबाव

सतह के ऊपर हवा के भार से वायुमंडलीय दबाव बनता है। प्रत्येक वर्ग मीटर के लिए, एक हाथी के वजन से अधिक बल के साथ हवा दबाती है। पृथ्वी की सतह के पास, आकाश में उच्च से अधिक दबाव होता है। 10,000 मीटर की ऊँचाई पर, जहाँ जेट विमान उड़ते हैं, दबाव छोटा होता है, क्योंकि ऊपर से एक नगण्य वायु द्रव्यमान दबाता है। केबिन में सामान्य वायुमंडलीय दबाव बनाए रखा जाता है ताकि ऊंचाई पर लोग खुलकर सांस ले सकें। लेकिन एक दबाव वाले केबिन में भी, लोगों के कान भरे हुए होते हैं, जब दबाव अलिन्द के अंदर के दबाव से कम होता है।

वायुमंडलीय दबाव पारा के मिलीमीटर में मापा जाता है। जब दबाव बदलता है, तो करता है। कम दबाव का मतलब है कि मौसम बिगड़ने वाला है। उच्च दाब से मौसम साफ रहता है। समुद्र तल पर सामान्य दबाव 760 मिमी (101,300 पा) है। तूफान के दिनों में, यह 683 मिमी (910 पा) तक गिर सकता है।

संक्षिप्त सिद्धांत।तरल पदार्थ की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता अस्तित्व है मुक्त सतह. द्रव की सतह परत के अणु, जिनकी मोटाई लगभग 10 -9 मीटर होती है, द्रव की मोटाई में अणुओं से भिन्न अवस्था में होते हैं। सतह परत तरल पर दबाव डालती है, जिसे कहा जाता है मोलेकुलर, जो बलों की उपस्थिति की ओर जाता है, जिन्हें बल कहा जाता है सतह तनाव.

सतह पर किसी भी बिंदु पर सतह के तनाव की ताकतों को तरल की सतह पर मानसिक रूप से खींची गई रेखा के किसी भी तत्व के सामान्य और सामान्य के साथ निर्देशित किया जाता है। भूतल तनाव गुणांक- तरल की सतह को भागों में विभाजित करने वाली रेखा की प्रति इकाई लंबाई पर कार्य करने वाले सतही तनाव के बल को दर्शाने वाली भौतिक मात्रा:

दूसरी ओर, पृष्ठ तनाव को एक तरल की एक इकाई सतह परत की मुक्त ऊर्जा के बराबर संख्यात्मक रूप से मान के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। अंतर्गत मुक्त ऊर्जासिस्टम की ऊर्जा के उस हिस्से को समझें, जिसके कारण इज़ोटेर्मल प्रक्रिया में काम किया जा सकता है।

पृष्ठ तनाव गुणांक द्रव की प्रकृति पर निर्भर करता है। प्रत्येक तरल के लिए, यह तापमान का एक कार्य है और यह निर्भर करता है कि तरल की मुक्त सतह के ऊपर कौन सा माध्यम है।

प्रयोगात्मक स्थापना।प्रयोगात्मक ढांचा आकृति में दिखाया गया है। 1. इसमें एक एस्पिरेटर ए होता है जो माइक्रोमैनोमीटर एम से जुड़ा होता है और एक पोत बी होता है जिसमें परीक्षण तरल होता है। एस्पिरेटर में पानी डाला जाता है। नल K का उपयोग करके, एस्पिरेटर ए को पोत बी से डिस्कनेक्ट किया जा सकता है और उसी बर्तन सी से दूसरे परीक्षण तरल के साथ जोड़ा जा सकता है। वेसल्स बी और सी एक छेद वाले रबर स्टॉपर्स के साथ कसकर बंद हैं। प्रत्येक छेद में एक कांच की नली डाली जाती है, जिसका अंत एक केशिका है। केशिका को तरल में बहुत उथली गहराई तक डुबोया जाता है (ताकि यह केवल तरल की सतह को छू सके)। माइक्रोमैनोमीटर, केशिका और पोत बी या सी के बीच, वायुमंडल और एस्पिरेटर, या समकक्ष के बीच वायु दाब में अंतर को मापता है।

माइक्रोमेनोमीटर में दो संचार वाहिकाएँ होती हैं, जिनमें से एक बड़े व्यास का एक कप होता है, और दूसरा छोटे व्यास (2 - 3 मिमी) (चित्र 2) की एक झुकी हुई कांच की नली होती है। कप और ट्यूब के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रों के पर्याप्त बड़े अनुपात के साथ, कप में स्तर में बदलाव की उपेक्षा की जा सकती है। फिर दबाव के अंतर का मापा मूल्य एक छोटे व्यास ट्यूब में तरल स्तर से निर्धारित किया जा सकता है:

कहाँ - गेज द्रव का घनत्व; - कप में स्वीकृत तरल स्तर की दूरी ट्यूब के ढलान के साथ ट्यूब में स्तर तक; - क्षितिज तल के साथ झुकी हुई नली द्वारा निर्मित कोण।

समय के प्रारंभिक क्षण में, जब केशिका और पोत बी में तरल की सतह के ऊपर हवा का दबाव समान और वायुमंडलीय दबाव के बराबर होता है। केशिका में गीला तरल का स्तर पोत बी की तुलना में अधिक है, और गैर-गीला तरल का स्तर कम है, क्योंकि केशिका में गीला तरल एक अवतल मेनिस्कस बनाता है, और गैर-गीला तरल एक उत्तल बनाता है .

तरल की उत्तल सतह के नीचे आणविक दबाव अधिक होता है, और अवतल के नीचे - सपाट सतह के दबाव के सापेक्ष कम। सतह की वक्रता के कारण आण्विक दाब कहलाता है अतिरिक्त केशिका दबाव (लाप्लास दबाव). उत्तल सतह के नीचे अतिरिक्त दबाव को सकारात्मक माना जाता है, अवतल - नकारात्मक के तहत। यह हमेशा सतह खंड के वक्रता के केंद्र की ओर निर्देशित होता है, अर्थात। इसकी उत्तलता की ओर। एक गोलाकार सतह के मामले में, सूत्र का उपयोग करके अधिकता की गणना की जा सकती है:

जहां सतह तनाव का गुणांक है, गोलाकार सतह की त्रिज्या है।

केशिका को गीला करने वाला तरल तब तक ऊपर उठता है जब तक कि तरल स्तंभ ऊंचाई (चित्र 3 ए) का हाइड्रोस्टेटिक दबाव इस मामले में ऊपर की ओर निर्देशित अतिरिक्त दबाव को संतुलित नहीं करता है। ऊंचाई 0 संतुलन की स्थिति से निर्धारित होती है:

फ्री फॉल एक्सेलेरेशन कहां है, यानी

यदि एस्पिरेटर ए के वाल्व को घुमाकर धीरे-धीरे उसमें से पानी छोड़ा जाए, तो एस्पिरेटर में, इससे जुड़े बर्तन बी में और माइक्रोमैनोमीटर की झुकी हुई कोहनी में हवा का दबाव कम होने लगेगा। तरल की सतह के ऊपर एक केशिका में, दबाव वायुमंडलीय दबाव के बराबर होता है। बढ़ते दबाव के अंतर के परिणामस्वरूप, केशिका में तरल का मेनिस्कस उतरेगा, इसकी वक्रता को बनाए रखेगा, जब तक कि यह केशिका के निचले सिरे (चित्र 3 बी) तक नहीं उतरता। इस बिंदु पर, केशिका में वायु दाब होगा:

पोत बी में वायु दाब कहां है, तरल में केशिका के विसर्जन की गहराई है, - लाप्लास दबाव। केशिका और पोत बी में वायु दाब में अंतर बराबर है:

+ पी \u003d पी पूर्व +ρg एच = 2σ / आर +ρg एच

इस बिंदु से मेनिस्कस की वक्रता बदलने लगती है। एस्पिरेटर और बर्तन बी में हवा का दबाव लगातार घटता जा रहा है। जैसे-जैसे दबाव में अंतर बढ़ता है, मेनिस्कस की वक्रता की त्रिज्या कम हो जाती है और वक्रता बढ़ जाती है। एक क्षण आता है जब वक्रता की त्रिज्या केशिका की आंतरिक त्रिज्या (चित्र 3c) के बराबर हो जाती है, और दबाव का अंतर अधिकतम हो जाता है। तब मेनिस्कस की वक्रता की त्रिज्या फिर से बढ़ जाती है, और संतुलन अस्थिर हो जाएगा। एक हवा का बुलबुला बनता है जो केशिका से अलग होकर सतह पर आ जाता है। तरल छेद भरता है। फिर सब कुछ दोहराता है। अंजीर पर। 4 दिखाता है कि तरल मेनिस्कस की वक्रता की त्रिज्या कैसे बदलती है, उस क्षण से शुरू होती है जब यह केशिका के निचले सिरे तक पहुँचती है।

ऊपर से यह इस प्रकार है:

, (1)

केशिका की आंतरिक त्रिज्या कहाँ है। यह अंतर एक माइक्रोमैनोमीटर का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है

कहाँ - मैनोमेट्रिक तरल का घनत्व, - माइक्रोमैनोमीटर की झुकी हुई नली में तरल स्तर का अधिकतम विस्थापन, - माइक्रोमैनोमीटर की झुकी हुई कोहनी और क्षैतिज के बीच का कोण (चित्र 2 देखें)।

सूत्र (1) और (2) से हम प्राप्त करते हैं:

. (3)

चूंकि तरल में केशिका के विसर्जन की गहराई नगण्य है, तो इसे उपेक्षित किया जा सकता है, तब:

या , (4)

केशिका का भीतरी व्यास कहाँ है।

मामले में जब तरल केशिका की दीवारों को गीला नहीं करता है, तो केशिका का बाहरी व्यास सूत्र (4) के रूप में लिया जाता है। माइक्रोमैनोमीटर में मैनोमेट्रिक तरल पदार्थ के रूप में पानी का उपयोग किया जाता है ( \u003d 1 × 10 3 किग्रा / मी 3)।

माप।

1. चूषित्र में निशान तक पानी डालें और इसे बंद कर दें। माइक्रोमेनोमीटर के दोनों घुटनों में समान दबाव प्राप्त करें, जिसके लिए थोड़े समय के लिए वाल्व K को हटा दें। इसे उस स्थिति में सेट करें जिसमें यह बर्तन को एस्पिरेटर से जोड़ता है।

2. एस्पिरेटर टैप को तब तक खोलें जब तक कि दबाव पर्याप्त रूप से धीरे-धीरे न बदल जाए। हवा के बुलबुले लगभग हर 10 - 15 सेकंड में फूटने चाहिए। बुलबुला गठन की संकेतित आवृत्ति स्थापित करने के बाद, माप लिया जा सकता है।

व्यायाम। 1. कमरे के तापमान को निर्धारित करने और रिकॉर्ड करने के लिए थर्मामीटर का उपयोग करें टी.

2. माइक्रोमैनोमीटर की झुकी हुई कोहनी में नौ बार तरल स्तर का अधिकतम विस्थापन निर्धारित करें। सतही तनाव गुणांक की गणना करने के लिए, औसत मान लें एच बुध.

3. इसी प्रकार एथिल अल्कोहल का पृष्ठ तनाव गुणांक ज्ञात कीजिए।

4. प्रत्येक द्रव के पृष्ठ तनाव के निर्धारण में सीमांत निरपेक्ष तथा सापेक्ष त्रुटियाँ ज्ञात कीजिए। सूत्र के अनुसार उनकी सटीकता को ध्यान में रखते हुए प्रत्येक तरल के लिए अंतिम माप परिणाम रिकॉर्ड करें।

दबाव - सतह के लंबवत कार्य करने वाले बल के अनुपात के बराबर मान को दबाव कहा जाता है। दबाव की इकाई 1 एन के बल द्वारा उत्पन्न दबाव है जो इस सतह के लंबवत 1 एम 2 की सतह पर कार्य करता है।

इसलिए, दबाव को निर्धारित करने के लिए, सतह क्षेत्र द्वारा सतह पर लंबवत कार्य करने वाले बल को विभाजित करना आवश्यक है।

यह ज्ञात है कि गैस के अणु बेतरतीब ढंग से चलते हैं। अपने आंदोलन के दौरान, वे आपस में टकराते हैं, साथ ही उस बर्तन की दीवारों से भी टकराते हैं जिसमें गैस स्थित होती है। गैस में कई अणु होते हैं, और इसलिए उनके प्रभाव की संख्या बहुत बड़ी होती है। यद्यपि एक अणु का प्रभाव बल छोटा होता है, बर्तन की दीवारों पर सभी अणुओं की क्रिया महत्वपूर्ण होती है, और यह गैस का दबाव बनाता है। तो, बर्तन की दीवारों पर गैस का दबाव (और गैस में रखे शरीर पर) गैस के अणुओं के प्रभाव के कारण होता है।

जब गैस का आयतन घटता है तो उसका दाब बढ़ता है और जब आयतन बढ़ता है तो दाब घटता है, बशर्ते कि गैस का द्रव्यमान और तापमान अपरिवर्तित रहे।

किसी भी तरल में, अणु कठोर रूप से बंधे नहीं होते हैं, और इसलिए तरल उस बर्तन का रूप ले लेता है जहाँ इसे डाला जाता है। ठोसों की भाँति द्रव भी बर्तन की तली पर दाब डालता है। परन्तु ठोसों के विपरीत द्रव भी पात्र की दीवारों पर दाब उत्पन्न करता है।

इस घटना की व्याख्या करने के लिए, आइए मानसिक रूप से तरल स्तंभ को तीन परतों (ए, बी, सी) में विभाजित करें। उसी समय, यह देखा जा सकता है कि तरल के अंदर ही दबाव मौजूद है: तरल गुरुत्वाकर्षण के दबाव में है, और इसकी ऊपरी परतों का भार तरल की निचली परतों पर कार्य करता है। परत a पर कार्य करने वाला गुरुत्वाकर्षण बल इसे दूसरी परत b के विरुद्ध दबाता है। लेयर बी उस पर उत्पन्न दबाव को सभी दिशाओं में प्रसारित करता है। इसके अलावा, गुरुत्वाकर्षण भी इस परत पर कार्य करता है, इसे तीसरी परत c के विरुद्ध दबाता है। इसलिए, तीसरे दिन दबाव बढ़ जाता है, और यह बर्तन के तल पर सबसे बड़ा होगा।

एक तरल के अंदर का दबाव उसके घनत्व पर निर्भर करता है।

तरल या गैस पर लगाया गया दबाव तरल या गैस की मात्रा में हर बिंदु पर बदलाव के बिना प्रेषित होता है। इस कथन को पास्कल का नियम कहते हैं।

एसआई में दबाव की इकाई 1 एम 2 के क्षेत्र के साथ लंबवत सतह पर 1 एन के बल द्वारा उत्पन्न दबाव है। इस इकाई को पास्कल (Pa) कहा जाता है।

दाब की इकाई का नाम फ्रांसीसी वैज्ञानिक ब्लेज़ पास्कल के सम्मान में दिया गया है।

ब्लेस पास्कल

ब्लेज़ पास्कल - फ्रांसीसी गणितज्ञ, भौतिक विज्ञानी और दार्शनिक, जन्म 19 जून, 1623। वह परिवार में तीसरा बच्चा था। जब वह केवल तीन वर्ष के थे तब उनकी माता का देहांत हो गया। 1632 में, पास्कल परिवार क्लेरमोंट छोड़कर पेरिस चला गया। पास्कल के पिता की अच्छी शिक्षा थी और उन्होंने इसे सीधे अपने बेटे को देने का फैसला किया। पिता ने फैसला किया कि ब्लेज़ को 15 साल की उम्र तक गणित का अध्ययन नहीं करना चाहिए और गणित की सभी किताबें उनके घर से हटा दी गईं। हालाँकि, ब्लेज़ की जिज्ञासा ने उन्हें 12 वर्ष की आयु में ज्यामिति का अध्ययन करने के लिए प्रेरित किया। जब उनके पिता को पता चला, तो उन्होंने भरोसा किया और ब्लेज़ को यूक्लिड का अध्ययन करने की अनुमति दी।

ब्लेज़ पास्कल ने गणित, रेखागणित, दर्शन और साहित्य के विकास में महत्वपूर्ण योगदान दिया।

भौतिकी में पास्कल ने बैरोमेट्रिक दबाव और हाइड्रोस्टैटिक्स का अध्ययन किया।

पास्कल के नियम के आधार पर निम्नलिखित प्रयोग की व्याख्या करना आसान है।

हम एक गेंद लेते हैं जिसमें विभिन्न स्थानों पर संकीर्ण छिद्र होते हैं। गेंद से एक ट्यूब जुड़ी होती है, जिसमें एक पिस्टन डाला जाता है। यदि आप गेंद में पानी खींचते हैं और पिस्टन को ट्यूब में धकेलते हैं, तो गेंद के सभी छिद्रों से पानी बहेगा। इस प्रयोग में पिस्टन नली में पानी की सतह पर दबाव डालता है।

पास्कल का नियम

पिस्टन के नीचे पानी के कण, संघनित होकर, इसके दबाव को गहरी पड़ी अन्य परतों में स्थानांतरित कर देते हैं। इस प्रकार, पिस्टन का दबाव गेंद को भरने वाले तरल के प्रत्येक बिंदु पर प्रेषित होता है। नतीजतन, पानी का हिस्सा सभी छिद्रों से बहने वाली धाराओं के रूप में गेंद से बाहर धकेल दिया जाता है।

यदि गेंद धुएँ से भरी हुई है, तो जब पिस्टन को ट्यूब में धकेला जाएगा, तो गेंद के सभी छिद्रों से धुएँ के गुच्छे निकलने लगेंगे। इससे पुष्टि होती है (कि गैसें भी अपने ऊपर उत्पन्न दाब को सभी दिशाओं में समान रूप से संचारित करती हैं)। तो, अनुभव बताता है कि तरल के अंदर दबाव होता है और एक ही स्तर पर यह सभी दिशाओं में समान होता है। गहराई के साथ दबाव बढ़ता है। इस संबंध में गैसें द्रव से भिन्न नहीं होती हैं।

पास्कल का नियम तरल और गैसों के लिए मान्य है। हालांकि, यह एक महत्वपूर्ण परिस्थिति - वजन के अस्तित्व को ध्यान में नहीं रखता है।

सांसारिक परिस्थितियों में, इसे भूलना नहीं चाहिए। यह पानी का वजन भी करता है। इसलिए, यह स्पष्ट है कि पानी के नीचे अलग-अलग गहराई पर स्थित दो स्थान अलग-अलग दबावों का अनुभव करेंगे।

गुरुत्वाकर्षण के कारण पानी के दबाव को हीड्रास्टाटिक कहा जाता है।

स्थलीय परिस्थितियों में, हवा अक्सर एक तरल की मुक्त सतह पर दबती है। वायुदाब को वायुमंडलीय कहते हैं। गहराई पर दबाव वायुमंडलीय और हीड्रास्टाटिक का योग है।

यदि दो अलग-अलग आकार के बर्तन, लेकिन उनमें पानी के समान स्तर के साथ, एक ट्यूब से जुड़ा हुआ है, तो पानी एक बर्तन से दूसरे बर्तन में नहीं जाएगा। ऐसा संक्रमण तब हो सकता है जब वाहिकाओं में दबाव अलग-अलग हों। लेकिन ऐसा नहीं है, और जहाजों को संप्रेषित करने में, उनके आकार की परवाह किए बिना, तरल हमेशा एक ही स्तर पर रहेगा।

उदाहरण के लिए, यदि संचार वाहिकाओं में पानी का स्तर अलग-अलग है, तो पानी चलना शुरू हो जाएगा और स्तर बराबर हो जाएंगे।

पानी का दबाव हवा के दबाव से बहुत अधिक होता है। 10 मीटर की गहराई पर, पानी 1 सेमी 2 पर वायुमंडलीय दबाव के लिए 1 किलो के अतिरिक्त बल के साथ दबाता है। एक किलोमीटर की गहराई पर - 100 किलोग्राम प्रति 1 सेमी 2 के बल के साथ।

कुछ स्थानों पर समुद्र की गहराई 10 किमी से अधिक है। इतनी गहराई पर पानी के दबाव के बल असाधारण रूप से बड़े होते हैं। लकड़ी के टुकड़े, 5 किमी की गहराई तक उतारे गए, इस भारी दबाव से इतने अधिक संकुचित हो जाते हैं कि इसके बाद वे ईंटों की तरह पानी के एक बैरल में डूब जाते हैं।

यह भारी दबाव समुद्री जीवन के शोधकर्ताओं के लिए बड़ी बाधाएँ पैदा करता है। स्टील की गेंदों में गहरे पानी के अवरोही बने होते हैं - तथाकथित स्नानागार, या स्नानागार, जिन्हें 1 टन प्रति 1 सेमी 2 से ऊपर दबाव का सामना करना पड़ता है।

दूसरी ओर, पनडुब्बियां केवल 100-200 मीटर की गहराई तक ही डूबती हैं।

एक बर्तन के तल पर एक तरल का दबाव तरल स्तंभ के घनत्व और ऊंचाई पर निर्भर करता है।

गिलास के तल पर पानी के दबाव को मापें। बेशक, दबाव बलों की कार्रवाई के तहत कांच के नीचे की विकृति, और विरूपण की मात्रा को जानने के बाद, हम उस बल के परिमाण को निर्धारित कर सकते हैं जो इसे उत्पन्न करता है और दबाव की गणना करता है; लेकिन यह विकृति इतनी छोटी है कि इसे सीधे मापना व्यावहारिक रूप से असंभव है। चूँकि किसी दिए गए पिंड की विकृति से न्याय करना सुविधाजनक होता है, तरल द्वारा उस पर दबाव डाला जाता है, जब विकृति बिल्कुल बड़ी होती है, तरल के दबाव के व्यावहारिक निर्धारण के लिए, विशेष उपकरणों का उपयोग किया जाता है - मैनोमीटर, जिसमें विरूपण का अपेक्षाकृत बड़ा, आसानी से मापने योग्य मूल्य है। सबसे सरल मेम्ब्रेन मैनोमीटर को निम्नानुसार व्यवस्थित किया गया है। एक पतली लोचदार झिल्ली प्लेट - भली भांति बंद करके एक खाली बॉक्स बंद कर देता है। एक सूचक झिल्ली से जुड़ा होता है, अक्ष के बारे में घूमता है। जब डिवाइस को एक तरल में डुबोया जाता है, तो झिल्ली दबाव बलों की कार्रवाई के तहत झुक जाती है, और इसका विक्षेपण स्केल के साथ चलने वाले पॉइंटर को बढ़े हुए रूप में प्रेषित होता है।

निपीडमान

सूचक की प्रत्येक स्थिति झिल्ली के एक निश्चित विक्षेपण से मेल खाती है, और इसके परिणामस्वरूप, झिल्ली पर एक निश्चित दबाव बल होता है। झिल्ली के क्षेत्र को जानने के बाद, दबाव बलों से स्वयं दबावों की ओर बढ़ना संभव है। यदि आप प्रेशर गेज को प्री-कैलिब्रेट करते हैं, तो आप सीधे दबाव को माप सकते हैं, यानी यह निर्धारित करें कि स्केल पर पॉइंटर की किसी विशेष स्थिति से कौन सा दबाव मेल खाता है। ऐसा करने के लिए, आपको दबाव गेज को दबावों की कार्रवाई के लिए उजागर करने की आवश्यकता है, जिसका मूल्य ज्ञात है और, सूचक की स्थिति को ध्यान में रखते हुए, डिवाइस के पैमाने पर संबंधित संख्याओं को नीचे रखें।

पृथ्वी के चारों ओर वायु के खोल को वायुमंडल कहा जाता है। वायुमंडल, जैसा कि पृथ्वी के कृत्रिम उपग्रहों की उड़ान के अवलोकन द्वारा दिखाया गया है, कई हज़ार किलोमीटर की ऊँचाई तक फैला हुआ है। हम हवा के एक विशाल महासागर के तल पर रहते हैं। पृथ्वी की सतह इस महासागर का तल है।

गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के कारण, हवा की ऊपरी परतें, समुद्र के पानी की तरह, निचली परतों को संकुचित कर देती हैं। पृथ्वी से सीधे सटी वायु परत सबसे अधिक संकुचित होती है और पास्कल के नियम के अनुसार उस पर उत्पन्न दबाव को सभी दिशाओं में स्थानांतरित करती है।

इसके परिणामस्वरूप, पृथ्वी की सतह और उस पर मौजूद पिंड हवा की पूरी मोटाई के दबाव का अनुभव करते हैं, या, जैसा कि वे आमतौर पर कहते हैं, वायुमंडलीय दबाव का अनुभव करते हैं।

वायुमंडलीय दबाव इतना छोटा नहीं है। शरीर की सतह के प्रत्येक वर्ग सेंटीमीटर पर लगभग 1 किलो का बल कार्य करता है।

वायुमंडलीय दबाव का कारण स्पष्ट है। पानी की तरह, हवा में वजन होता है, जिसका अर्थ है कि यह शरीर के ऊपर हवा के स्तंभ के वजन के बराबर (पानी के लिए) दबाव डालता है। हम पहाड़ पर जितना ऊपर चढ़ेंगे, उतनी ही कम हवा हमारे ऊपर होगी, जिसका मतलब है कि वायुमंडलीय दबाव कम हो जाएगा।

वैज्ञानिक और दैनिक उद्देश्यों के लिए, आपको दबाव मापने में सक्षम होने की आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए, विशेष उपकरण हैं - बैरोमीटर।

बैरोमीटर

बैरोमीटर बनाना मुश्किल नहीं है। एक सिरे पर बंद नली में पारा डाला जाता है। खुले सिरे को अंगुली से दबा कर नली को पलट दिया जाता है और खुले सिरे को पारे के प्याले में डुबो दिया जाता है। इस मामले में, ट्यूब में पारा उतरता है, लेकिन बाहर नहीं निकलता है। नली में पारे के ऊपर का स्थान निस्संदेह वायुहीन होता है। बाहर की हवा के दबाव से ट्यूब में पारा बना रहता है।

कोई फर्क नहीं पड़ता कि हम एक कप पारे का आकार लेते हैं, ट्यूब का कोई भी व्यास नहीं है, पारा हमेशा लगभग समान ऊंचाई - 76 सेमी तक बढ़ जाता है।

यदि हम 76 सेमी से छोटी ट्यूब लेते हैं, तो यह पारा से पूरी तरह भर जाएगा, और हमें शून्य दिखाई नहीं देगा। पारा का 76 सेंटीमीटर ऊंचा स्तंभ वातावरण के समान बल के साथ स्टैंड पर दबाता है।

एक किलोग्राम प्रति वर्ग सेंटीमीटर सामान्य वायुमंडलीय दबाव है।

76 सेंटीमीटर के आंकड़े का अर्थ है कि पारा का ऐसा स्तंभ उसी क्षेत्र के ऊपर स्थित पूरे वातावरण के वायु स्तंभ द्वारा संतुलित है।

बैरोमेट्रिक ट्यूब को कई प्रकार के आकार दिए जा सकते हैं, केवल एक चीज महत्वपूर्ण है: ट्यूब का एक सिरा बंद होना चाहिए ताकि पारे की सतह के ऊपर कोई हवा न हो। वायुमंडलीय दबाव पारा के दूसरे स्तर पर कार्य करता है।

एक पारा बैरोमीटर वायुमंडलीय दबाव को बहुत अधिक सटीकता के साथ माप सकता है। बेशक, पारा लेना जरूरी नहीं है, कोई अन्य तरल भी उपयुक्त है। लेकिन पारा सबसे भारी तरल है, और सामान्य दबाव पर पारा स्तंभ की ऊंचाई सबसे छोटी होगी।

दबाव मापने के लिए विभिन्न इकाइयों का उपयोग किया जाता है। अक्सर वे केवल मिलीमीटर में पारा स्तंभ की ऊंचाई का संकेत देते हैं। उदाहरण के लिए, वे कहते हैं कि आज दबाव मानक से ऊपर है, यह 768 मिमी एचजी के बराबर है। कला।

760 मिमी एचजी पर दबाव। कला। कभी-कभी भौतिक वातावरण के रूप में जाना जाता है। 1 किग्रा/सेमी2 के दबाव को तकनीकी वातावरण कहा जाता है।

पारा बैरोमीटर विशेष रूप से आसान उपकरण नहीं है। पारा की सतह को खुला छोड़ना अवांछनीय है (पारा वाष्प जहरीला होता है), इसके अलावा, डिवाइस पोर्टेबल नहीं है।

ये कमियां मेटल बैरोमीटर - एनेरोइड्स में मौजूद नहीं हैं।

ऐसा बैरोमीटर सभी ने देखा है। यह एक छोटा गोल धातु का डिब्बा है जिसमें एक पैमाना और एक तीर होता है। दबाव मान पैमाने पर चिह्नित होते हैं, आमतौर पर पारा के सेंटीमीटर में।

धातु के डिब्बे से हवा निकाल दी गई है। बॉक्स के ढक्कन को एक मजबूत स्प्रिंग द्वारा पकड़ कर रखा जाता है, अन्यथा यह वायुमंडलीय दबाव द्वारा धकेल दिया जाएगा। जब दबाव बदलता है, तो टोपी या तो झुक जाती है या बाहर निकल जाती है। एक तीर आवरण से जुड़ा हुआ है, और इस तरह से कि जब दबाया जाता है, तो तीर दाईं ओर जाता है।

इस तरह के बैरोमीटर को इसके रीडिंग की पारे से तुलना करके कैलिब्रेट किया जाता है।

यदि आप दबाव जानना चाहते हैं, तो बैरोमीटर को अपनी उंगली से टैप करना न भूलें। डायल हाथ बहुत अधिक घर्षण का अनुभव करता है और आमतौर पर > पर अटक जाता है।

एक साधारण उपकरण, साइफन, वायुमंडलीय दबाव पर आधारित है।

ड्राइवर अपने दोस्त की मदद करना चाहता है, जिसका पेट्रोल खत्म हो गया है। अपनी कार के टैंक से पेट्रोल की निकासी कैसे करें? इसे चायदानी की तरह न झुकाएं।

बचाव के लिए एक रबर ट्यूब आती है। इसका एक सिरा गैस टैंक में उतारा जाता है और दूसरे सिरे से मुंह से हवा निकाली जाती है। फिर एक त्वरित आंदोलन - खुले सिरे को एक उंगली से जकड़ा जाता है और गैस टैंक के नीचे ऊंचाई पर सेट किया जाता है। अब उंगली को दूर ले जाया जा सकता है - नली से गैसोलीन निकलेगा।

घुमावदार रबर ट्यूब साइफन है। इस मामले में तरल उसी कारण से चलता है जैसे एक सीधी झुकी हुई ट्यूब में। दोनों ही मामलों में, तरल अंततः नीचे बहता है।

साइफन के काम करने के लिए, वायुमंडलीय दबाव आवश्यक है: यह> तरल है और ट्यूब में तरल के स्तंभ को फटने नहीं देता है। यदि कोई वायुमंडलीय दबाव नहीं होता, तो स्तंभ पास बिंदु पर फट जाता, और तरल दोनों जहाजों में लुढ़क जाता।

दबाव साइफन

साइफन तब काम करना शुरू करता है जब दाहिनी ओर का तरल (बोलने के लिए, >) घुटना पंप किए गए तरल के स्तर से नीचे चला जाता है, जिसमें ट्यूब का बायां सिरा नीचे होता है। अन्यथा, द्रव वापस चला जाएगा।

व्यवहार में, एक धातु बैरोमीटर जिसे एनेरोइड कहा जाता है, का उपयोग वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए किया जाता है (ग्रीक से अनुवादित - बिना तरल। बैरोमीटर को इसलिए कहा जाता है क्योंकि इसमें पारा नहीं होता है)।

पृथ्वी से गुरुत्वाकर्षण अभिनय द्वारा वातावरण को एक साथ रखा जाता है। इस बल की क्रिया के तहत, हवा की ऊपरी परतें निचली परतों पर दबती हैं, इसलिए पृथ्वी से सटी हवा की परत सबसे अधिक संकुचित और सबसे घनी होती है। यह दबाव, पास्कल के नियम के अनुसार, सभी दिशाओं में प्रसारित होता है और पृथ्वी और इसकी सतह पर सभी पिंडों पर कार्य करता है।

पृथ्वी पर दबाव डालने वाली वायु की परत की मोटाई ऊँचाई के साथ घटती जाती है, अत: दाब भी कम होता जाता है।

कई घटनाएं वायुमंडलीय दबाव के अस्तित्व की ओर इशारा करती हैं। यदि एक निचली पिस्टन वाली कांच की नली को पानी के बर्तन में रखा जाता है और धीरे से उठाया जाता है, तो पानी पिस्टन का अनुसरण करता है। बर्तन में पानी की सतह पर वातावरण दबाता है; पास्कल के नियम के अनुसार, इस दबाव को कांच की नली के नीचे पानी में स्थानांतरित किया जाता है और पिस्टन का अनुसरण करते हुए पानी को ऊपर ले जाता है।

प्राचीन सभ्यताओं के बाद से, सक्शन पंपों को जाना जाता है। उनकी मदद से पानी को काफी ऊंचाई तक उठाना संभव हुआ। पानी ने आश्चर्यजनक रूप से ऐसे पंप के पिस्टन का पालन किया।

प्राचीन दार्शनिकों ने इसके कारणों के बारे में सोचा और इस तरह के एक विचारशील निष्कर्ष पर पहुंचे: पानी पिस्टन का अनुसरण करता है क्योंकि प्रकृति शून्यता से डरती है, इसलिए पिस्टन और पानी के बीच कोई खाली जगह नहीं है।

वे कहते हैं कि एक मास्टर ने फ्लोरेंस में ड्यूक ऑफ टस्कनी के बगीचों के लिए एक सक्शन पंप बनाया था, जिसके पिस्टन को 10 मीटर से अधिक की ऊंचाई तक पानी खींचना था। लेकिन उन्होंने इस पंप से पानी चूसने की कितनी भी कोशिश की, कुछ भी काम नहीं आया। 10 मीटर पर, पानी पिस्टन के पीछे चला गया, फिर पिस्टन पानी से दूर चला गया, और वही खालीपन बन गया, जिससे प्रकृति डरती है।

जब वे असफलता का कारण बताने के अनुरोध के साथ गैलीलियो की ओर मुड़े, तो उन्होंने उत्तर दिया कि प्रकृति को वास्तव में शून्यता पसंद नहीं है, लेकिन एक निश्चित सीमा तक। गैलीलियो के छात्र टोर्रिकेली ने 1643 में पारे से भरी एक ट्यूब के साथ अपने प्रसिद्ध प्रयोग के मंचन के बहाने इस घटना का स्पष्ट रूप से उपयोग किया। हमने अभी इस प्रयोग का वर्णन किया है - मरकरी बैरोमीटर का निर्माण टोरिकेली का प्रयोग है।

76 मिमी से अधिक की ऊंचाई के साथ एक ट्यूब लेते हुए, टोरिसेली ने पारे के ऊपर एक शून्य बनाया (इसे अक्सर टोरिकेली शून्य के नाम से जाना जाता है) और इस प्रकार वायुमंडलीय दबाव के अस्तित्व को साबित किया।

इस अनुभव के साथ, टोरीसेली ने टस्कनी के ड्यूक के गुरु के भ्रम को हल किया। वास्तव में, यह स्पष्ट है कि सक्शन पंप के पिस्टन का पानी कितने मीटर तक कर्तव्यपूर्वक पालन करेगा। यह आंदोलन तब तक जारी रहेगा जब तक कि 1 सेमी 2 के क्षेत्रफल वाला पानी का एक स्तंभ वजन में 1 किलो के बराबर नहीं हो जाता। पानी के ऐसे स्तंभ की ऊंचाई 10 मीटर होगी। इसलिए प्रकृति शून्यता से डरती है। लेकिन 10 मी से अधिक।

1654 में, टॉरिकेली की खोज के 11 साल बाद, वायुमंडलीय दबाव का प्रभाव मैगडेबर्ग बर्गोमास्टर ओटो वॉन गुएरिक द्वारा स्पष्ट रूप से दिखाया गया था। प्रसिद्धि ने लेखक को अनुभव का इतना भौतिक सार नहीं दिया जितना कि उसके उत्पादन की नाटकीयता।

दो तांबे के गोलार्द्धों को एक ओ-रिंग द्वारा जोड़ा गया था। एक गोलार्द्ध से जुड़े एक नल के माध्यम से, हवा को संघनित गेंद से बाहर निकाला गया, जिसके बाद गोलार्द्धों को अलग करना असंभव था। गुएरिक के अनुभव का विस्तृत विवरण संरक्षित किया गया है। गोलार्द्धों पर वायुमंडलीय दबाव की अब गणना की जा सकती है: 37 सेमी के एक गेंद व्यास के साथ, बल लगभग एक टन था। गोलार्द्धों को अलग करने के लिए, गेरिक ने दो आठ घोड़ों का दोहन करने का आदेश दिया। रस्सियों को हार्नेस से गुजारा जाता है, गोलार्द्धों से जुड़ी अंगूठी के माध्यम से पिरोया जाता है। घोड़े गोलार्द्धों को अलग करने में असमर्थ थे।

आठ घोड़ों की ताकत (ठीक आठ, सोलह नहीं, दूसरे आठ के बाद से, प्रभाव को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है, दीवार में संचालित हुक द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जबकि गोलार्द्धों पर अभिनय करने वाले समान बल को बनाए रखते हुए) तोड़ने के लिए पर्याप्त नहीं था मैगडेबर्ग गोलार्ध।

यदि संपर्क में आने वाले दो पिंडों के बीच एक खाली कैविटी हो, तो ये पिंड वायुमंडलीय दबाव के कारण विघटित नहीं होंगे।

समुद्र तल पर, वायुमंडलीय दबाव का मान आमतौर पर पारा के 760 मिमी ऊंचे स्तंभ के दबाव के बराबर होता है।

एक बैरोमीटर के साथ वायुमंडलीय दबाव को मापकर, यह पाया जा सकता है कि यह पृथ्वी की सतह के ऊपर बढ़ती ऊंचाई के साथ घटता है (लगभग 1 मिमी एचजी जब ऊंचाई 12 मीटर तक बढ़ जाती है)। साथ ही, वायुमंडलीय दबाव में परिवर्तन मौसम में परिवर्तन से जुड़ा हुआ है। उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय दबाव में वृद्धि स्पष्ट मौसम की शुरुआत के साथ जुड़ी हुई है।

आने वाले दिनों के लिए मौसम की भविष्यवाणी करने के लिए वायुमंडलीय दबाव का मूल्य बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि वायुमंडलीय दबाव में परिवर्तन मौसम में परिवर्तन से जुड़ा हुआ है। बैरोमीटर मौसम संबंधी प्रेक्षणों के लिए एक आवश्यक उपकरण है।

मौसम के कारण दबाव में उतार-चढ़ाव बहुत अनियमित होते हैं। कभी यह सोचा जाता था कि केवल एक दबाव ही मौसम को निर्धारित करता है। इसलिए, शिलालेख अभी भी बैरोमीटर पर रखे गए हैं: साफ, सूखा, बारिश, तूफान। एक शिलालेख भी है:>।

मौसम परिवर्तन में दबाव में परिवर्तन एक बड़ी भूमिका निभाते हैं। लेकिन यह भूमिका निर्णायक नहीं है।

हवा की दिशा और शक्ति वायुमंडलीय दबाव के वितरण से संबंधित हैं।

पृथ्वी की सतह पर विभिन्न स्थानों पर दबाव समान नहीं है, और मजबूत दबाव > कम दबाव वाले स्थानों पर हवा। ऐसा लगता है कि हवा को समदाब रेखाओं के लंबवत दिशा में बहना चाहिए, यानी जहां दबाव सबसे तेजी से गिरता है। हालाँकि, हवा के नक्शे अन्यथा दिखाते हैं। कोरिओलिस बल हवा के दबाव में हस्तक्षेप करता है और इसके सुधार का परिचय देता है, जो बहुत महत्वपूर्ण है।

जैसा कि हम जानते हैं, उत्तरी गोलार्ध में चलने वाला कोई भी पिंड गति में दाईं ओर निर्देशित कोरिओलिस बल से प्रभावित होता है। यह वायु कणों पर भी लागू होता है। अधिक दाब वाले स्थानों से निचोड़कर कम दाब वाले स्थानों की ओर, कण को ​​समदाब रेखाओं के आर-पार गति करनी चाहिए, लेकिन कोरिओलिस बल इसे दाहिनी ओर विक्षेपित करता है, और वायु की दिशा समदाब रेखा की दिशा के साथ लगभग 45 डिग्री का कोण बनाती है। समदाब रेखा।

इतने छोटे बल के लिए आश्चर्यजनक रूप से बड़ा प्रभाव। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि कोरिओलिस बल की कार्रवाई में हस्तक्षेप - वायु परतों का घर्षण - भी बहुत महत्वहीन है।

इससे भी अधिक दिलचस्प है> और> दबाव में हवाओं की दिशा पर कोरिओलिस बल का प्रभाव। कोरिओलिस बल की क्रिया के कारण, हवा> दबाव से दूर जा रही है, त्रिज्या के साथ सभी दिशाओं में प्रवाहित नहीं होती है, लेकिन घुमावदार रेखाओं - सर्पिलों के साथ चलती है। ये सर्पिल वायु प्रवाह एक ही दिशा में मुड़ते हैं और दबाव क्षेत्र में एक गोलाकार भंवर बनाते हैं जो वायु द्रव्यमान को दक्षिणावर्त घुमाता है।

कम दबाव के क्षेत्र में भी ऐसा ही होता है। कोरिओलिस बल की अनुपस्थिति में, हवा इस क्षेत्र में सभी त्रिज्याओं के साथ समान रूप से प्रवाहित होगी। हालाँकि, वायु राशियाँ रास्ते में दाईं ओर विचलित हो जाती हैं।

कम दबाव वाले क्षेत्रों में चलने वाली हवाओं को चक्रवात कहा जाता है, उच्च दबाव वाले क्षेत्रों में चलने वाली हवाओं को एंटीसाइक्लोन कहा जाता है।

ऐसा मत सोचो कि हर चक्रवात का मतलब तूफान या तूफान होता है। जिस शहर में हम रहते हैं, वहां चक्रवात या एंटीसाइक्लोन का गुजरना एक सामान्य घटना है, हालांकि, ज्यादातर परिवर्तनशील मौसम के साथ जुड़ा हुआ है। कई मामलों में, एक चक्रवात के दृष्टिकोण का अर्थ खराब मौसम की शुरुआत है, और एक प्रतिचक्रवात के दृष्टिकोण का अर्थ है अच्छे मौसम की शुरुआत।

हालांकि, हम मौसम के पूर्वानुमानकर्ताओं का रास्ता नहीं अपनाएंगे।